Android搭建應用框架系列之ORM數據庫

前言

AndroidORM框架有很多,比如RealmgreenDAOLitePalDBFlowafinalSugarORMORMLiteLiteORM,還有AnkoManagedSqliteOpenHelper。其中RealmGreenDAO在2017年百大框架排行榜里面排名最高,27名和28名。下面就來簡單的說說這些框架并且說說Realm的使用和封裝。

ORM框架

如果使用Android SQLite創建一個數據庫需要實現下面的步驟:

  • 創建一個DBHelper類實現SqliteOpenHelper,傳入context,數據庫名稱和初始版本,并實現OnCreateOnUpgrade方法
  • 實現Dao層,通過getReadableDatabasegetWritableDatabase結合ContentValueCursor實現增刪修改

原生操作復雜,寫SQL語句容易出錯。各種ORM的出現,使它的變得操作更加簡單。

Realm

  • 數據庫大小(152kb左右)
  • 改用C++實現的數據庫存儲引擎
  • 支持 JSON,流式API,數據變更通知,自動數據同步,訪問控制,事件處理,簡單的數據庫加密
  • 操作比原生Android ORM
  • 不支持多庫和SQL語句執行
  • 跨平臺,支持JavaOCSwiftRNJS等等

Github路徑Realm-Java,下面進一步講解具體使用

GreenDAO

  • 輕量級數據庫(<150kb)
  • 快,可能是Android最快的ORM
  • 可通過“生成器工程”生成DaoMasterDaoSession,對應的數據表和Dao
  • 通過QueryBuilder操作,查詢得到需要的表數據
  • 支持跨實體查詢
  • 支持數據庫加密

使用教程和源碼參考greenDAO-Github

LitePal

  • 輕量級數據庫(大小176kb左右)
  • xml形式配置數據庫名,數據庫版本號和數據庫表
  • 1.4.0版本以上支持多庫
  • API操作簡單,支持原生SQL語句執行
  • 不支持打開自建數據庫的,需使用用litepal創建
    更多功能和使用文檔查看郭霖大神的博客以及LitePal-Github

DBFlow

  • 輕量級數據庫(大小70kb左右)
  • 性能高,不是基于反射
  • 操作速度快,基于annotationProcessor
  • 使用apt技術,在編譯過程中生成操作類
  • 支持多個數據庫
  • 可基于ModelContainer類解析像JSON這樣的數據

使用文檔參考DBFlowDBFlow-Github

afinal

  • 輕量級數據庫(大小153kb左右)
  • 具有xml的id綁定和事件綁定功能
  • 網絡圖片的顯示功能(里面包含了強大的緩存框架)
  • 數據庫sqlite的操作功能,通過 FinalDb一行代碼即可搞定
  • http數據的讀取功能(支持ajax方式讀取)

使用文檔參考afinalafinal-Github

SugarORM

  • 輕量級數據庫(大小93kb左右)
  • 集成簡單,API使用簡單
  • 通過反射自動創建表和列命名
  • 支持表的一對多

使用文檔參考SugarORM-Github

ORMLite

  • 輕量級數據庫(大小388kb左右)
  • 繼承OrmLiteOpenHelper實現
  • 需要通過TableUtils手動創建數據庫表和處理數據庫升級
  • 通過注解方式映射數據庫表
  • 獲取Dao對象進行增刪修改

使用文檔參考鴻洋大神介紹介紹ORMLite博客ORMLite-Android-Github

LiteORM

  • 輕量級的數據庫(大小122kb左右)
  • 比原生數據庫快1倍,Github上有測試數據
  • 無須額外配置,自動檢測升級數據庫版本和Model的變化
  • 支持多庫
  • API操作簡單,支持save(replace), insert, update, delete, query, mapping等等操作
  • 查詢支持in, columns, where, order, limit, having group
  • 不支持原生SQL數據庫的執行,貌似最近沒有維護了
    更多功能和使用文檔查看LiteORM-Github

Anko-SQLite
通過kotlin+anko簡化了創建原生Android數據庫表操作,詳情使用文檔參考Anko-SQLite

GithubStar來說,則RealmGreen占優勢,同時這兩個的功能十分強大。
ORM庫大小來說,則GreenDaoLitePalLiteORM等輕量級的占優勢。
ORM的使用配置簡單程度來說,則LitePalafinalLiteORM占優勢。
綜上所述,從穩定性,安全性,功能的強大性選RealmGreenDaoORMLite似乎更好,從輕量程度性,配置簡單化來說選LitePalafinalLiteORMSugarORMDBFlow似乎更好。當然,如果想不依賴框架,使用Anko-SQLite來實現就再好不過了。

Realm基礎

集成

project里面的build.gradle加入

classpath "io.realm:realm-gradle-plugin:4.1.1"

然后在appbuild.gradle加入

apply plugin: 'realm-android'

同時在defaultConfig里面加入

ndk{ abiFilters "armeabi"}

可減小Realm庫的大小

數據庫表

下面簡單定義一個User

public class User extends RealmObject {
    @PrimaryKey
    private int id;
    private String name;
    private int age;
    @Ignore
    private int sessionId;
    public boolean IsEmptyName(){
        return name.isEmpty();
    }
//----------下面是Set和Get方法,此處省略-----------
}

RealmObject是一個抽象類,如果想使用接口形式,使用RealmModel和注解@RealmClass也是同樣的效果。屬性添加@PrimaryKey注解即表示表的主鍵,使用@Ignore即表示該屬性不添加到庫里面,同時也可以在User表里面添加PublicProtected方法。如上面的IsEmptyName方法,所以幾乎可以把User表當PoJo來使用

初始化Realm

Application里面的onCreate方法里面執行

 Realm.init(this)

增刪修改操作
結合上篇MVP的封裝以及上面User表,實現下圖效果。

增刪修改效果圖.png
  • 同步增加
mvpView.mRealm.beginTransaction()
mvpView.mRealm.copyToRealmOrUpdate(createUser())
mvpView.mRealm.commitTransaction()

或者

mvpView.mRealm.executeTransaction {
       realm ->
      realm.copyToRealmOrUpdate(createUser())
}

其中mvpView.mRealm是在BaseActivity/BaseFragment實例化的一個Realm

val mRealm = Realm.getDefaultInstance()
  • 異步增加
mvpView.mRealm.executeTransactionAsync({
            it.copyToRealmOrUpdate(createUser())
        },{},{}).bindTo(mvpView.realmAsyncList)

executeTransactionAsync分別對應executeOnSuccessOnError,其中OnSuccessOnError也可不回調。

  • 異步查詢
   val results = mvpView.mRealm.where(User::class.java).equalTo("name","Android").findAllAsync()
    mvpView.UpdateUI(results)

這種寫法類似JavaFuture,查詢將會在后臺線程中被執行,當其完成時,之前返回的 RealmResults 實例會被更新。

  • 刪除
 val results = findAllUser()
 mvpView.mRealm.executeTransaction {
            _ ->
            results.deleteFirstFromRealm()
}
  • 刪除全部
results.deleteAllFromRealm()

最后的Presenter就如下

class RealmPresenter:BasePresenter<RealmFragment>() {
    private val names = arrayOf("Android","Java","Kotlin","JS","PHP")
    private val idCount:AtomicInteger = AtomicInteger(0)
    //同步增加或者修改
    fun syncAddOrUpdateItem(){
      //第一種方式,自己手動管理事務
        mvpView.mRealm.beginTransaction()
        mvpView.mRealm.copyToRealmOrUpdate(createUser())
        mvpView.mRealm.commitTransaction()
        mvpView.UpdateUI(findAllUser())
      /*
      //第二種方式,Realm自動管理事務  
        mvpView.mRealm.executeTransaction {
            realm ->
            realm.copyToRealmOrUpdate(createUser())
            mvpView.UpdateUI(findAllUser())
        }*/
    }
   //異步增加或者修改
    fun asyncAddOrUpdateItem(){
        mvpView.mRealm.executeTransactionAsync({
            it.copyToRealmOrUpdate(createUser())
        },{
            mvpView.UpdateUI(findAllUser())
        },{
        }).bindTo(mvpView.realmAsyncList)
    }
    //異步查詢
    fun asyncQueryItem(){
        val results = mvpView.mRealm.where(User::class.java).equalTo("name","Android").findAllAsync()
        mvpView.UpdateUI(results)
    }
  //刪除
    fun removeItem(){
        val results = findAllUser()
        mvpView.mRealm.executeTransaction {
            _ ->
            results.deleteFirstFromRealm()
            if(idCount.get()>1) idCount.decrementAndGet()
            mvpView.UpdateUI(results)
        }
    }
  //清除
    fun removeAll(){
        val results = findAllUser()
        mvpView.mRealm.executeTransaction {
            _ ->
            results.deleteAllFromRealm()
            idCount.set(0)
            mvpView.UpdateUI(results)
        }
    }
    private fun createUser():User{
        val user = User()
        user.id = idCount.get()
        user.name = names[(Math.random()*4).toInt()]
        user.age = (Math.random()*10).toInt()
        idCount.incrementAndGet()
        return user
    }
    //同步查詢
    private fun findAllUser():RealmResults<User>{
        return mvpView.mRealm.where(User::class.java).findAll()
    }
}

JSON

Realm是支持json數據的,可以通過StringInputStreamJsonObject直接傳入保存到對應的表里面

三種方式如下:


json方式.png

舉個例子,存儲一個全國城市列表的jsonCity表里面

首先準備一個city.json文件放在raw目錄下面,json格式如下

[
  {
    "area": "010",
    "code": "110000",
    "level": "1",
    "name": "北京市",
    "prefix": "市"
  },
  {
    "area": "010",
    "code": "110101",
    "level": "2",
    "name": "東城區",
    "prefix": "區"
  },
  {
    "area": "010",
    "code": "110102",
    "level": "2",
    "name": "西城區",
    "prefix": "區"
  },
//省略.....
]

然后我們定義一個City

public class City extends RealmObject {
    @PrimaryKey
    private String code;
    private String area;
    private String level;
    private String name;
    private String prefix;
  //省略Get和Set方法
}

這里封裝一個創建Realm對象的幫助類,支持多Realm

首先抽象出變化需要配置的RealmConfiguration的參數,定義一個IRealmMigrate接口,

interface IRealmMigrate {
    fun src():InputStream?
    fun realmName():String
    fun schemaVersion():Int
    fun migration(): RealmMigration
}

其中
src()指的是需要本地資源遷移的時候傳入的InputStream
realmName()指的是realm自定義的realm后綴的文件,默認存儲在data/data/<packagename>/file/路徑下,
schemaVersion()默認的數據庫版本,
migration() 實現RealmMigration對升級數據庫的一些操作

實現一個RealmHelper幫助類

object RealmHelper {
    private val mMigrationMap:SparseArrayCompat<Realm> = SparseArrayCompat()
    fun getRealmInstance(migration:IRealmMigrate):Realm{
        val key = migration.realmName().hashCode()
        var mRealm:Realm? = mMigrationMap.get(key)
        if(mRealm==null||mRealm.isClosed||mMigrationMap.indexOfKey(key)<0){
            val migrationConfig = RealmConfiguration.Builder()
                    .name(migration.realmName())
                    .schemaVersion(migration.schemaVersion().toLong())
                    .migration(migration.migration())
                    .build()
            if(migration.src()!=null){
                val file = File(migrationConfig!!.path)
                if (!file.exists()||file.length() == 0L) {
                    file.delete()
                    file.createNewFile()
                    file.outputStream().use { out -> migration.src()!!.use { it.copyTo(out) } }
                }
            }
            mRealm = Realm.getInstance(migrationConfig)

            mMigrationMap.put(key,mRealm)
        }
       return mRealm!!

    }
    fun clear(){
        mMigrationMap.clear()
    }
}

外部傳入IRealmMigrate,然后對RealmConfiguration進行設置,同時通過SparseArrayCompat進行保存,另外當退出app的時候調用clear()方法。

最后在application里面調用initCity()方法

  private fun initCity():App{
        val inStream = this.resources.openRawResource(R.raw.city)
        val mRealm = RealmHelper.getRealmInstance(AppRealmMigrateImpl())
        mRealm.use { it ->
            it.executeTransaction {
                realm ->
                realm.createOrUpdateAllFromJson(City::class.java,inStream)
            }
        }
        return this
    }

這樣通過調用realm.createAllFromJson(xx)對應的City表就會有city.json里面的數據了。在使用的時候通過查表就可以查到對應的城市數據。City表查詢結果

查詢結果.png

注意創建一個Realm,對應就要close一次。所以上文的BaseActivity/BaseFragmentRealm可以改成

val mRealm = RealmHelper.getRealmInstance(AppRealmMigrateImpl())

然后在OnDestroy()里面進行close就行了。

遷移/升級

當數據庫表發生變化的時候,如果不進行處理,Realm會拋出類似下面這樣的錯誤

io.realm.exceptions.RealmMigrationNeededException: Field count is less than expected - expected 4 but was 3

所以要對數據進行遷移,也就是數據庫升級
這里對上面的User表增加一個字段

public class User extends RealmObject {
//同上...
 @Required
private Integer sex;
//省略Get和Set方法
}

其中@Required是指sex不能為null,然后定義一個方法實現RealmMigration

@Suppress("INACCESSIBLE_TYPE")
class AppMigration: RealmMigration {
    override fun migrate(realm: DynamicRealm, oldVersion: Long, newVersion: Long) {
        val schema = realm.schema as RealmSchema
        if(oldVersion==0L&&newVersion==1L){
            val userSchema = schema.get(User::class.java.simpleName)
            if(userSchema!=null&&!userSchema.hasField("sex")){
                userSchema.addField("sex",Int::class.java,FieldAttribute.REQUIRED)
            }
            oldVersion.plus(1)
        }
    }
}

同時對User表增加數據的時候,需要設置sex的值。這樣就ok了。

不過數據遷移的時候只能讀取Realm后綴的文件,例如db文件貌似不支持。

  • 結合RxJava使用的時候,Realm只能在創建Realm的線程使用,不能切換線程進行使用

  • 異常

Configurations cannot be different if used to open the same file. The most likely cause is that equals() and hashCode() are not overridden in the migration class: com.data.lib.impl.AppMigration

RealmConfiguration相同的情況下,Realm.getInstance(migrationConfig)不能獲取兩次

@Required annotation is unnecessary for primitive field "xxx".

只有Boolean, Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, String, byte[], Date 這些數據類型才支持@Required

  • Realm.getDefaultConfiguration()在模擬器上面會報錯,真機不會

總結

關于Realm的加密功能,異步線程監聽功能,集合通知的一些注意事項,結合Gson使用等等之類的功能都可以參考Realm文檔

Realm是一批好馬,操作查詢之類的確實是相當的快, 但是需要馴服得熟讀Realm文檔。

最后給出一張各個ORM的性能圖
[圖片上傳失敗...(image-3a9bcc-1510804091717)]
.png](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2148217-03cbb53711e69a07.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

可以參考參考。

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