Android数据库源码解析，如何深入理解其内部机制？

Android数据库源码

一、SQLiteOpenHelper类

简介

SQLiteOpenHelper是一个帮助类，用于管理数据库的创建和版本控制，它封装了数据库的创建、升级和降级等操作。

主要方法

onCreate(SQLiteDatabase db): 当数据库第一次创建时会调用这个方法，通常在这个方法中创建表。

    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
        String createTableQuery = "CREATE TABLE " + TABLE_NAME + " (" +
                COLUMN_ID + " INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, " +
                COLUMN_NAME + " TEXT)";
        db.execSQL(createTableQuery);
    }

onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion): 当数据库版本升级时会调用这个方法，通常在这个方法中进行数据迁移。

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        if (oldVersion < 2) {
            // 执行数据迁移操作
            db.execSQL("ALTER TABLE ...");
        }
    }

二、SQLiteDatabase类

简介

SQLiteDatabase是Android中操作SQLite数据库的核心类，提供了丰富的API用于执行SQL语句、查询数据和管理事务。

主要方法

execSQL(String sql, Object[] bindArgs): 执行一条SQL语句。

    db.execSQL("INSERT INTO users (name) VALUES (?)", new String[]{username});

query(String table, String[] columns, String selection, String[] selectionArgs, String groupBy, String having, String orderBy): 查询数据。

    Cursor cursor = db.query("users", new String[]{"id", "name"}, "name=?", new String[]{username}, null, null, null);

insert(String tableName, String nullColumnHack, ContentValues values): 插入数据。

    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put("name", name);
    db.insert("users", null, values);

update(String table, ContentValues values, String whereClause, String[] whereArgs): 更新数据。

    ContentValues values = new ContentValues();
    values.put("name", newName);
    db.update("users", values, "id=?", new String[]{userId});

delete(String table, String whereClause, String[] whereArgs): 删除数据。

    db.delete("users", "id=?", new String[]{userId});

三、性能优化

减少数据库操作次数

尽量使用批量插入、批量更新等方法来减少数据库操作的次数，可以使用beginTransaction()和endTransaction()来包含多个操作，从而减少读写次数。

使用索引

合理使用索引可以大大提高查询效率，在创建表时，应根据查询需求为关键字段创建索引，要定期检查并优化索引，避免过多的无用索引占用存储空间。

优化SQL查询语句

尽量避免在数据库查询中使用复杂的JOIN操作，以减少查询时间，可以通过分解查询或使用临时表的方式来优化复杂查询。

四、常见问题及解决方法

数据库版本升级导致数据丢失

原因：在升级数据库版本时，如果没有正确处理数据迁移，可能会导致数据丢失。

解决方法：在onUpgrade方法中正确处理数据迁移操作，可以使用ALTER TABLE语句修改表结构，或者创建一个新的表并将旧表的数据迁移到新表中。

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        if (oldVersion < 2) {
            db.execSQL("ALTER TABLE users ADD COLUMN email TEXT");
        }
    }

SQL注入攻击

原因：直接拼接SQL语句容易导致SQL注入攻击。

解决方法：使用参数化查询或ORM框架（如Room）来避免SQL注入，使用?占位符代替直接拼接字符串。

    String sql = "SELECT * FROM users WHERE username = ? AND password = ?";
    Cursor cursor = db.rawQuery(sql, new String[]{username, password});

数据库性能问题

原因：查询语句复杂、索引不当等原因可能导致数据库性能下降。

解决方法：优化SQL查询语句，合理使用索引，可以通过EXPLAIN命令分析查询计划，找出性能瓶颈并进行优化。

    db.rawQuery("EXPLAIN QUERY PLAN SELECT * FROM users WHERE name=?", new String[]{name});

五、相关示例代码

示例：创建一个简单的SQLite数据库操作类

public class DatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
    private static final String DATABASE_NAME = "mydatabase.db";
    private static final int DATABASE_VERSION = 1;
    private static final String TABLE_NAME = "users";
    private static final String COLUMN_ID = "id";
    private static final String COLUMN_NAME = "name";
    public DatabaseHelper(Context context) {
        super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    }
    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
        String createTableQuery = "CREATE TABLE " + TABLE_NAME + " (" +
                COLUMN_ID + " INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, " +
                COLUMN_NAME + " TEXT)";
        db.execSQL(createTableQuery);
    }
    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
        db.execSQL("DROP TABLE IF EXISTS " + TABLE_NAME);
        onCreate(db);
    }
    public void addUser(String name) {
        SQLiteDatabase db = this.getWritableDatabase();
        ContentValues values = new ContentValues();
        values.put(COLUMN_NAME, name);
        db.insert(TABLE_NAME, null, values);
        db.close();
    }
    public List<String> getAllUsers() {
        List<String> userList = new ArrayList<>();
        SQLiteDatabase db = this.getReadableDatabase();
        Cursor cursor = db.rawQuery("SELECT * FROM " + TABLE_NAME, null);
        if (cursor.moveToFirst()) {
            do {
                userList.add(cursor.getString(cursor.getColumnIndex(COLUMN_NAME)));
            } while (cursor.moveToNext());
        }
        cursor.close();
        db.close();
        return userList;
    }
}

这个示例展示了如何创建一个SQLite数据库操作类，包括数据库的创建、升级以及基本的增删查操作。

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