一款安卓SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象關(guān)系映射框架的開(kāi)發(fā)

王巖　施一飛

【摘 要】安卓操作系統(tǒng)內(nèi)嵌的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)適用于在移動(dòng)設(shè)備保存少量的數(shù)據(jù)，但目前業(yè)界一直缺少適合SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的映射框架，能公開(kāi)源代碼的則更為罕見(jiàn)。本文就開(kāi)發(fā)效率提升和容錯(cuò)問(wèn)題等方面，描述了一款SQLite對(duì)象關(guān)系映射框架的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路。并以實(shí)際案例，對(duì)比使用前后的效率提升結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】對(duì)象關(guān)系映射;SQLite;框架;安卓

中圖分類號(hào)： TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）30-0051-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.30.024

了解安卓系統(tǒng)的人都知道，SQLite是一款開(kāi)源的輕量級(jí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，安卓系統(tǒng)原生內(nèi)建了SQLite的實(shí)現(xiàn)，以文件存儲(chǔ)的方式在移動(dòng)設(shè)備中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。而現(xiàn)在針對(duì)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)象關(guān)系映射，開(kāi)發(fā)了一款新的框架，解決了SQLite在編程時(shí)的效率和容錯(cuò)問(wèn)題，它的名稱是ChopinLite。這款框架既可作為安卓系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的實(shí)用工具，也可作為本科或高職專業(yè)移動(dòng)開(kāi)發(fā)課程的內(nèi)容。

根據(jù)以往的體驗(yàn)，在使用Java語(yǔ)言進(jìn)行各類數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作時(shí)，會(huì)經(jīng)常用到Hibernate等框架;而且在Java語(yǔ)言編程教學(xué)中，一般也會(huì)把Hibernate框架作為教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)體驗(yàn)過(guò)使用Hibernate框架給編程帶來(lái)的便利后，會(huì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)入安卓開(kāi)發(fā)時(shí)，對(duì)于SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)并未有類似框架的支持。又因?yàn)榫?jiǎn)內(nèi)存的需要，安卓系統(tǒng)不適合使用較復(fù)雜的大型框架，只能使用輕量級(jí)的框架。而目前能支持SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的第三方框架種類欠豐富，功能欠完善，操作也欠優(yōu)化。以目前較為流行的OrmLite框架為例，其在連接時(shí)需要手動(dòng)定義輔助類;定義映射及關(guān)聯(lián)關(guān)系時(shí)所用的標(biāo)識(shí)符過(guò)長(zhǎng)且不夠明確;操作時(shí)需要手動(dòng)處理異常。這些不足之處引發(fā)了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)更為簡(jiǎn)單實(shí)用的新框架的需求，因此本框架應(yīng)運(yùn)而生。本框架的優(yōu)勢(shì)在于：

（1）彌補(bǔ)不足：本框架可以彌補(bǔ)目前SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的第三方框架的各種不足，實(shí)現(xiàn)搭建便捷、功能定位適當(dāng)、操作優(yōu)化的目的。

（2）填補(bǔ)空白：目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有公開(kāi)發(fā)行的類似框架，主要都是公司內(nèi)部的產(chǎn)權(quán)技術(shù)，因此本框架在某種程度上可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。

（3）輔助教學(xué)：本框架一方面能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)中的簡(jiǎn)單安卓項(xiàng)目的快速開(kāi)發(fā)，同時(shí)又可以作為課堂教學(xué)的輔助工具，甚至其自身的開(kāi)發(fā)過(guò)程也可以作為教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠快速掌握對(duì)象關(guān)系映射的原理和方法。

本框架的設(shè)計(jì)理念是精簡(jiǎn)和高效，其大致來(lái)自桌面平臺(tái)的Hibernate框架，但進(jìn)行了大幅度的優(yōu)化，同時(shí)摒棄了其他類似框架的各種不足之處，給使用者提供了極大的便利。使用者無(wú)須編寫(xiě)任何配置文件，也基本無(wú)須派生其他多余的操作類和接口。無(wú)論是在搭建數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)還是在操作實(shí)體時(shí)，使用者都只需使用框架中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的各種操作方法，無(wú)須二次開(kāi)發(fā)。

圖1

本框架核心組件包含連接和初始化（OpenHelper）、實(shí)體模板（Entity）、實(shí)體標(biāo)注（annotations）、實(shí)體操作（Dao）和輔助工具（utils）。這些核心組件建立在安卓SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的操作接口之上，并為安卓APP的開(kāi)發(fā)提供支持。

在這些核心組件中，OpenHelper可以進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的初始化連接，進(jìn)而根據(jù)已定義的實(shí)體及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表及其字段，也可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份和重建;而Entity則是用來(lái)定義上述實(shí)體的模板，封裝了包含實(shí)體標(biāo)識(shí)（ID）在內(nèi)的各個(gè)字段的Java Bean操作，這些字段可通過(guò)annotation進(jìn)行標(biāo)注，如標(biāo)注為表、列、多對(duì)一關(guān)聯(lián)、多對(duì)多關(guān)聯(lián)等;在這之后，可以使用Dao進(jìn)行各種實(shí)體操作，如添加、修改、刪除實(shí)體，或以各種指定條件查詢實(shí)體等。在使用上述核心組件時(shí)，輔助工具也是不可或缺的。使用本框架的輔助工具可以定義模糊查詢條件、組合查詢條件和聚合函數(shù)，可以保存查詢結(jié)果，也可以更加便捷地定義日期和時(shí)間。

設(shè)計(jì)這些核心組件時(shí)使用了泛型、內(nèi)部類和反射原理，使框架盡可能輕量化，結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，操作盡可能簡(jiǎn)潔。在此基礎(chǔ)上，本框架通過(guò)內(nèi)部算法，將使用者的意圖轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的SQL語(yǔ)句，并將語(yǔ)句的執(zhí)行結(jié)果重新封裝為使用者所需的實(shí)體或數(shù)值。

使用本框架的步驟非常簡(jiǎn)單：先定義實(shí)體類，再進(jìn)行數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的搭建，最后進(jìn)行實(shí)體操作。

實(shí)體類只需從實(shí)體模板派生，并對(duì)每個(gè)字段標(biāo)注映射關(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系即可;在搭建數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)時(shí)，只需將事先定義好的若干實(shí)體類作為參數(shù)，調(diào)用初始化或備份方法即可，而且還可以選擇是否在操作過(guò)程中顯示自動(dòng)生成的SQL語(yǔ)句;在實(shí)體操作時(shí)，只需調(diào)用簡(jiǎn)單的方法即可實(shí)例化操作類，進(jìn)而添加、刪除或更新實(shí)體，以及根據(jù)各種條件查詢實(shí)體、計(jì)算聚合函數(shù)等。

本框架在安全性方面，也盡可能與可擴(kuò)展性平衡，盡量隱藏?zé)o須使用者擴(kuò)展的資源，使使用方式趨于規(guī)范統(tǒng)一。

下面以一個(gè)常見(jiàn)的用戶注冊(cè)和登錄功能的案例來(lái)說(shuō)明本框架的使用方法和原理：

如果采用MVC結(jié)構(gòu)，則由service（控制層）實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)和登錄的功能邏輯，dao（模型層）實(shí)現(xiàn)實(shí)體數(shù)據(jù)的操作。本案例旨在對(duì)比采用和不采用本框架的區(qū)別，從而說(shuō)明采用本框架將大幅提高開(kāi)發(fā)效率。

不使用框架編寫(xiě)Service實(shí)現(xiàn)類的login方法：

使用框架編寫(xiě)后的版本

由此可見(jiàn)，采用本框架后，類結(jié)構(gòu)和代碼更簡(jiǎn)練，條理性更強(qiáng)。