Android SQLite的ORM接口实现（一）---findAll和find的实现

最近在看Android的ORM数据库框架LitePal，就想到可以利用原生的SQLite来实现和LitePal类似的ORM接口实现。

LitePal有一个接口是这样的：

List<Status> statuses = DataSupport.findAll(Status.class);

指定什么类型，就能获取到该类型的数据集合。

这样是很方便，于是想着自己不看它们的实现，自己搞一个出来。

首先想到的就是利用反射和泛型。

   利用反射有一个比较好的方式就是注解，读取注解就知道哪些属性是要被赋值的，但现在我还不想使用注解，那该怎么办呢？
   我想到了利用反射来调用set方法完成赋值。

   首先我们要知道什么字段需要赋值，反射是可以获取到字段，但可惜的是，它无法确定属性的名称和类型，原生的SQLite操作是要知道列名的。

   反射是可以知道属性的名字的：

Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
   Log.e("DatabaseStore", field.getName());
}

Java的Class API有getFields和getDeclaredFields两个方法，前者是用来获取public字段的，后者是用来获取所有声明的字段的，显然必须使用后者，而且注意的是，因为获取到的字段是所有声明的字段，所以绝对有可能获取到不需要的字段。

   但光知道属性的名字还是不够的，Android的SQLite需要知道自己要获取到的是什么类型：

cursor.getString(cursor.getColumnIndex("name"));

幸运的是，是可以获取到的：

for (Field field : fields) {
   Type type = field.getGenericType();
   Log.e("DatabaseStore", type.toString());
}

但如何知道哪些属性是要被赋值的呢？

    在代码约束上，我们是可以要求model的所有属性都是要被赋值的，没有道理一个model出现的属性竟然是不需要被赋值的，但实现上，我们还是假设有这样的可能。

    这就需要获取到setter，只要有setter，就说明它是需要被赋值的：

        List<Method> setMethods = new ArrayList<Method>();
        for (Method method : allMethods) {
            String name = method.getName();
            if (name.contains("set") && !name.equals("offset")) {
                setMethods.add(method);
                continue;
            }
        }

这就要求我们所有的属性的setter前面都必须带有set关键字，这同样也是种代码约束。

    既然同样都是代码约束，为什么不能直接就是要求属性必须都是要被赋值的呢？

    很可惜的是，有可能这个model是需要被序列化的，而序列化有可能会有一个序列ID，序列ID是不需要被赋值的，但又是有可能存在于model中的。

    比起这个，只要我们利用编辑器自动生成的setter，是一定会有set关键字的，所以，这种约束更加简单。

    接着我们的操作就很简单了：判断Field的名称数组中的元素是否有对应的setter，如果有，就从Field的类型数组中取出该属性的类型，然后判断该类型属于哪种类型，就去表中取出对应的值。

Cursor cursor = Connector.getDatabase().query(clazz.getSimpleName(), null, null, null, null, null, null);//查询并获得游标
        List<T> list = new ArrayList<T>();
        Constructor<?> constructor = findBestSuitConstructor(clazz);
        while (cursor.moveToNext()) {
            T data = null;
            try {
                data = (T) constructor
                        .newInstance();
            } catch (InstantiationException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            for (Method method : setMethods) {
                String name = method.getName();
                String valueName = name.substring(3).substring(0, 1).toLowerCase() + name.substring(4);
                String type = null;
                int index = 0;
                if (fieldNames.contains(valueName)) {
                    index = fieldNames.indexOf(valueName);
                    type = fields[index].getGenericType().toString();
                }
                Object value = new Object();
                if (type != null) {
                    if (type.contains("String")) {
                        value = cursor.getString(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    } else if (type.equals("int")) {
                        value = cursor.getInt(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    } else if (type.equals("double")) {
                        value = cursor.getDouble(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    } else if (type.equals("float")) {
                        value = cursor.getFloat(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    } else if (type.equals("boolean")) {
                        value = cursor.getInt(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase())) == 1 ? true : false;
                    } else if (type.equals("long")) {
                        value = cursor.getLong(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    } else if (type.equals("short")) {
                        value = cursor.getShort(cursor.getColumnIndex(valueName.toLowerCase()));
                    }
                    try {
                        fields[index].setAccessible(true);
                        fields[index].set(data, value);
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        Log.e("data", e.toString());
                    }
                }
            }
            list.add(data);
        }
        cursor.close();

为了保证通用性，使用了泛型，但这里有个小小的问题需要解决，就是如何new一个T?

   这不是开玩笑的，因为T是无法new的，所以还是需要通过反射来完成。

   通过反射来获取构造器是必须的，但构造器有可能是有很多的，如何获取到最佳的构造器还是个问题。

   什么是最佳构造器？

   实际上，model的构造器基本上应该是无参构造器，但以防万一，我们还是需要通过一个比较：

protected Constructor<?> findBestSuitConstructor(Class<?> modelClass) {
        Constructor<?> finalConstructor = null;
        Constructor<?>[] constructors = modelClass.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            if (finalConstructor == null) {
                finalConstructor = constructor;
            } else {
                int finalParamLength = finalConstructor.getParameterTypes().length;
                int newParamLength = constructor.getParameterTypes().length;
                if (newParamLength < finalParamLength) {
                    finalConstructor = constructor;
                }
            }
        }
        finalConstructor.setAccessible(true);
        return finalConstructor;
    }

谁的参数最少，谁就是最佳构造器，0当然是最少的。

到了这里，我们基本上就实现了一个拥有和LitePal的API一样但内在实现却是原生方法的数据库接口方法了：

List<Status> newData = DatabaseStore.getInstance().findAll(Status.class);

LitePal当然会提供条件查询的接口，也就是所谓的模糊查询。

    模糊查询的基本结构如下：

SELECT 字段 FROM 表 WHERE 某字段 Like 条件

其中，条件有四种匹配模式。

     1.%，表示任意0个或更多字符，可匹配任意类型和长度的字符，有些情况下若是中文，就得使用%%表示。

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '%三%'

会把u_name中有“三”的记录找出来。

      可以用and条件来增加更多的条件：  

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '%三%' AND u_name LIKE '%猫%'

这样能够找出u_name中的“三脚猫”的记录，但无法找到“张猫三”的记录。

      2._，表示任意单个字符，匹配单个任意字符，用来限制表达式的字符长度语句：  

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '_三_'

这样只能找出“张三猫”这样中间是“三”的记录。

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '三__';

这样是找到“三脚猫”这样“三”放在开头的三个单词的记录。

       3.[]，表示括号内所列字符中的一个，指定一个字符，字符串，或者范围，要求匹配对象为它们中的任一个。

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '[张李王]三'

这样是找到“张三”，“李三”或者“王三”的记录。

       如 [ ] 内有一系列字符（01234、abcde之类的），则可略写为“0-4“，“a-e”：

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '老[1-9]'

这将找出”老1“，”老2“。。。等记录。

      4.[^]，表示不在括号所列之内的单个字符，其取值和[]相同，但它要求所匹配对象为指定字符以外的任一个字符。

SELECT * FROM [user] WHERE u_name LIKE '[^张李王]三'

这样找到的记录就是排除”张三“，”李三“或者”王三“的其他记录。

      5.查询内容包含通配符。

      如果我们查特殊字符，如”%“，“_"等，一般程序是需要用"/"括起来，但SQL中是用"[]"。

      知道了这些基本的知识后，我们就可以开始看LitePal的接口是怎样的：

 List<Status> myStatus = DataSupport.where("text=?", "我好").find(Status.class);

这样的接口比较简单，并且允许链式调用，形式上更加简洁。

       要想实现这个，倒也不难，我们暂时就简单的用一个condition的字符串表示要查询的条件，然后提供一个where方法实现where查询的拼接，暂时就只是单个条件：

private String conditionStr;
public DatabaseStore where(String key, String value) {
     conditionStr = " where " + key + " like '%" + value + "%'";
     return store;
}

为了实现链式调用，返回DatabaseStore是必须的。

       接下来就非常简单了，只要拼接完整的SQL语句，然后执行就可以了：

public <T> List<T> find(Class<T> clazz) {
   String sql = "SELECT  * FROM " + clazz.getSimpleName().toLowerCase() + conditionStr;
   Cursor cursor = Connector.getDatabase().rawQuery(sql, null);
   Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
   List<String> fieldNames = new ArrayList<String>();
   for (Field field : fields) {
       fieldNames.add(field.getName());
   }
   List<Method> setMethods = getSetMethods(clazz);
   List<T> list = getList(clazz, cursor, setMethods, fieldNames, fields);
   cursor.close();
   conditionStr = "";
   return list;
}    

getSetMethods方法就是上面获取setter的代码的封装，而getList方法就是上面生成指定类型对象的List的代码的封装。

      这样我们的接口方法的调用就是这样的：

List<Status> data = DatabaseStore.getInstance().where("text", "我好").find(Status.class);

无论是LitePal还是我们自己的实现，where都必须放在find前面。

     这里倒有一个小贴士可以说说，就是获取数据库所有表名的操作。

     由于底层我们还是使用LitePal来建表，而LitePal的建表非常简单，就是在assets文件夹下面放一个litepal.xml文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<litepal>
    <!-- 数据库名称 -->
    <dbname value="xxx.db"></dbname>
    <!-- 数据库版本 -->
    <version value="1"></version>
    <!-- 数据库表 -->
    <list>
        <mapping class="com.example.pc.model.Status"></mapping>
    </list>
</litepal>

但表名具体到底是啥呢？

     为了确认一下，我们可以查询数据库中所有的表的名字：

Cursor cursor = Connector.getDatabase().rawQuery("select name from sqlite_master where type='table' order by name", null);
while (cursor.moveToNext()) {
   //遍历出表名
   String name = cursor.getString(0);
   Log.e("DatabaseStore", name);
}

每一个SQLite的数据库中都有一个sqlite_master的表，这个表的结构如下：

CREATE TABLE sqlite_master (
   type TEXT,
   name TEXT,
   tbl_name TEXT,
   rootpage INTEGER,
   sql TEXT
);

    对于表来说，type字段是”table“，name字段是表的名字，而索引，type就是”index“，name是索引的名字，tbl_name则是该索引所属的表的名字。

    不管是表还是索引，sql字段是原先用CREATE TABLE或者CREATE INDEX语句创建它们时的命令文本，对于自动创建的索引，sql字段为NULL。

    sqlite_master表示只读的，它的更新只能通过CREATE TABLE，CREATE INDEX，DROP TABLE或者DROP INDEX命令自动更新。

    临时表不会出现在sqlite_master中，临时表及其索引和触发器是存放在另外一个叫sqlite_temp_master的表中，如果想要查询包括临时表在内的所有的表的列表，就需要这样写：

SELECT name FROM
(SELECT * FROM sqlite_master UNION ALL
SELECT * FROM sqlite_temp_master)
WHERE type=’table’
ORDER BY name

LitePal还可以对结果进行排序：

List<Status> myStatus = DataSupport.where("text=?", "我好").order("updatetime").find(Status.class);

这个也是很简单就能实现的，类似where方法一样的处理：

 public DatabaseStore order(String key) {
      conditionStr += " order by " + key;
      return store;
  }

默认是升序。

API被人乱用的概率相当大，这时就需要有一些错误提示帮助用户定位问题了，最简单的例子就是在没有任何条件的情况下调用find方法，这时就应该提示没有任何条件：

  if (conditionStr.equals("")) {
        throw new Throwable("There are not any conditions before find method invoked");
   }

还有一种情况并不算是被乱用，但按照上面的实现是会出错的：

statuses = DatabaseStore.getInstance().order("updatetime").where("text", "我好").find(Status.class);

绝对会报错，因为最后的SQL语句是这样的：select * from status order by updatetime where text like '%我好%'。

     这是不对的，必须将where放在order by前面。

     解决这个问题的方法就是提供两个字符串：

private String whereStr = "";
private String orderStr = "";
public DatabaseStore where(String key, String value) {
   whereStr += " where " + key + " like '%" + value + "%'";
   return store;
}
public DatabaseStore order(String key) {
   orderStr += " order by " + key;
   return store;
}

接着就是在find方法中进行判断：

if (whereStr.equals("") && orderStr.equals("")) {
     throw new Throwable("There are not any conditions before find method invoked");
}
String sql = "select  * from " + clazz.getSimpleName().toLowerCase() + (whereStr.equals("") ? "" : whereStr) + (orderStr.equals("") ? "" : orderStr);

暂时就简单实现了类似LitePal的ORM接口调用形式。