Android#SQLite多线程读写实践及常见问题总结

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wjyzxc 2015-04-21 17:20:06 博主文章分类：Android

多线程读写

SQLite实质上是将数据写入一个文件，通常情况下，在应用的包名下面都能找到xxx.db的文件，拥有root权限的手机，可以通过adb shell，看到data/data/packagename/databases/xxx.db这样的文件。

我们可以得知SQLite是文件级别的锁：多个线程可以同时读，但是同时只能有一个线程写。Android提供了SqliteOpenHelper类，加入Java的锁机制以便调用。

如果多线程同时读写（这里的指不同的线程用使用的是不同的Helper实例），后面的就会遇到android.database.sqlite.SQLiteException: database is locked这样的异常。
对于这样的问题，解决的办法就是keep single sqlite connection，保持单个SqliteOpenHelper实例，同时对所有数据库操作的方法添加synchronized关键字。

如下所示：

public class DatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper {
        public static final String TAG = "DatabaseHelper";
        private static final String DB_NAME = "practice.db";
        private static final int DB_VERSION = 1;
        private Context mContext;
        private static DatabaseHelper mInstance;
        private DatabaseHelper(Context context) {
                super(context, DB_NAME, null, DB_VERSION);
        }
        public synchronized static DatabaseHelper getInstance(Context context) {
                if (mInstance == null) {
                        mInstance = new DatabaseHelper(context);
                }
                return mInstance;
        }
        @Override
        public void onCreate(SQLiteDatabase db) {
                // TODO Auto-generated method stub
        }
        @Override
        public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) {
                // TODO Auto-generated method stub
        }
        public synchronized void queryMethod() {
                SQLiteDatabase readableDatabase = getReadableDatabase();
                //read operation
        }
        
        public void updateMethod() {
                SQLiteDatabase writableDatabase = getWritableDatabase();
                //update operation
        }
}

Android为我们提供了SqliteOpenHelper类，我们可以通过getWritableDatabase或者getReadableDatabase拿到SQLiteDatabase对象，然后执行相关方法。这2个方法名称容易给人误解，我也在很长的一段时间内想当然的认为getReadabeDatabase就是获取一个只读的数据库，可以获取很多次，多个线程同时读，用完就关闭，实际上getReadableDatabase先以读写方式打开数据库，如果数据库的磁盘空间满了，就会打开失败，当打开失败后会继续尝试以只读方式打开数据库。

public synchronized SQLiteDatabase getReadableDatabase() {
        if (mDatabase != null && mDatabase.isOpen()) {
            return mDatabase;  // The database is already open for business
        }
        if (mIsInitializing) {
            throw new IllegalStateException("getReadableDatabase called recursively");
        }
        try {
            return getWritableDatabase();
        } catch (SQLiteException e) {
            if (mName == null) throw e;  // Can't open a temp database read-only!
            Log.e(TAG, "Couldn't open " + mName + " for writing (will try read-only):", e);
        }
        SQLiteDatabase db = null;
        try {
            mIsInitializing = true;
            String path = mContext.getDatabasePath(mName).getPath();
            db = SQLiteDatabase.openDatabase(path, mFactory, SQLiteDatabase.OPEN_READONLY);
            if (db.getVersion() != mNewVersion) {
                throw new SQLiteException("Can't upgrade read-only database from version " +
                        db.getVersion() + " to " + mNewVersion + ": " + path);
            }
            onOpen(db);
            Log.w(TAG, "Opened " + mName + " in read-only mode");
            mDatabase = db;
            return mDatabase;
        } finally {
            mIsInitializing = false;
            if (db != null && db != mDatabase) db.close();
        }
    }

在多线程中，如果第一个线程先调用getWritableDatabase，后面线程再次调用，或者第一个线程先调用 getReadableDatabase，后面的线程调用getWritableDatabase，那么后面的这个方法是会失败的，因为数据库文件打开后会加锁，必须等前面的关闭后后面的调用才能正常执行，正是因为这个原因，可以1 Write+Many Read(有可能产生冲突，因为第一个getReadableDatabase有可能先于getWritableDatabase执行，导致后面的失败)，也可以Many Read，但是不可能Many Write。所以使用单例加上同步的数据库操作方法，就不会出现死锁的问题，这部分例子请参照附件，多线程可以运行的很好，另外关于Sqlite database locking collisions example，网上有很不错的一个例子，可以这里去下载。

其实我觉得理论上可以修改getReadableDatabase方法，打开的数据库都是Read Only的，这样就能同时1 Write+Many Read，只不过要保证打开之前，数据库要创建或者升级好，这样读操作就不会互斥写操作，效率相对更高。
关于数据库关闭的问题，在下面好的习惯中会专门说明。

事务

接触过数据库的人，对事务这个概念一定不陌生，它是原子性的，要么执行成功，执行一半失败后会回滚，这样就能保证数据的完整性。SQLiteDatabase也提供了Transaction的相关方法，常见用法：

   db.beginTransaction();
   try {
     ...
     db.setTransactionSuccessful();
   } finally {
     db.endTransaction();
   }

使用事务对于批量更新有极大的好处，因为单次更新会频繁的调用数据库，曾经我同步过联系人，没使用事务之前，300个联系人写入自己的数据库大概需要3~5秒钟的时间，引入事务后，读取联系人的时间没有减少，但是所有更新的时间降为200ms级，提升极为明显。

升级

在应用迭代多个版本后，随着功能的增加和改变，数据库改变是很常见的事情，由于数据库中的数据一般是需要永久保存的，应用更新后，用户不希望数据丢失，特别是如果应用有几十万，百万级的用户量，如果很粗鲁的丢弃旧版本数据库中数据，对用户体验是很不好的，如果你没有提供云端备份的方案，就需要为用户保留旧的数据，即便数据库结构要发生变化。
实际上多次数据库变动的升级是很痛苦的事情，要考虑每一个旧的版本，理论上用户可以从任何一个旧的版本直接升级到最新版本，我们需要考虑每一种情况。在onUpgrade方法中，针对每一种版本号，先把旧的临时数据保存下来，删去旧的表，创建新表，然后将数据根据情况插入到新表中，不需要的字段可以丢弃，新增字段填默认值，数据可以临时存放到一个数组中，或者可以临时cache到文件中，最后将临时文件清空。
更新操作可以使用事务提高效率，另外需要知道的是I/O操作时耗时的，如果数据量较大，还需要放到单独的线程中处理，防止阻塞UI。

数据初始化

我们也经常会遇到数据库中需要初始化数据，比如城市，机场，号码归属地等信息，如果数据量不是很大，我们可以处理后放到asset或者raw文件下，创建数据库后导入进去，并且在2.3以前，asset中文件有大小限制，文件大小不能超过1M，否则AssetManager或Resources classes方法来获取InputStream，将抛出DEBUG/asset(1123): Data exceeds UNCOMPRESS_DATA_MAX的java.io.IOException异常。

解决这个问题有4个方法：
1.改名称（最简单）：
aapt工具在打包apk文件时，会将资源文件压缩以减小安装包大小（raw文件夹下的资源则不受影响）。但是可以通过修改文件成下面的扩展名，逃避检查。

    /* these formats are already compressed, or don't compress well */ 
　　static const char* kNoCompressExt[] = { 
　　".jpg", ".jpeg", ".png", ".gif", 
　　".wav", ".mp2", ".mp3", ".ogg", ".aac", 
　　".mpg", ".mpeg", ".mid", ".midi", ".smf", ".jet", 
　　".rtttl", ".imy", ".xmf", ".mp4", ".m4a", 
　　".m4v", ".3gp", ".3gpp", ".3g2", ".3gpp2", 
　　".amr", ".awb", ".wma", ".wmv" 
　　};

2.压缩：
如果原文件能压缩到1M一下，可以先压缩成zip或者rar格式，然后解压将数据库文件释放到相应位置。
3.分割文件：
大的数据，分割成多个小数据文件，info1.dat,info2.dat…，分别读取这些文件数据插入数据库。
4.网络：
上面的几种方法都是将初始化数据放在安装包中，这样无疑会增加安装包大小，如果必要情况下，可以将数据放到服务器上，创建数据库后，通过HTTP请求，获取JSON，XML数据或者数据库文件，然后经过处理入库。

除此之外要有几点要注意：

1.关闭Cursor
Cursor如果不关闭，虽然不会导致出错，但是Log中会有错误提示，还是严谨点，Activity中有startManagingCursor的方法，Activity会在生命周期结束时关闭这些Cursor，其他地方，我们则需要用完关闭，以前需要Cursor的Adapter则需要在changeCursor时判断关闭old cursor，在Activity的onDestory方法中关闭cursor。
2.关闭DatabaseHelper
在上述单例Helper例子中，其实一直没有关闭数据库，但是我们阅读getReadabeDatabase和getWritableDatabas的方法，他们会关闭Old SQLiteDatabase的，我们只需要在Application的onTerminal方法中关闭即可，这样也能避免多线程中，一个线程关闭了数据库，导致其他线程使用的时候失败的问题。
实质上，数据库是一个文件引用，单例模式下，不关闭也不会出现问题，让它保持随单例的生命周期关闭就好了。
3.在循环外面获取ColumnIndex，如果表中列不是很多，每次查询又返回所有列的话，可以将列的index定义到TABLE_COLUMNS中去，这样每次获取指定列数据的话，就不用去查找index了。
4.数据库存放的数据类型
Android提供了多种数据存储的方法，文件，数据库，SharePreference，网络等，要根据情况选择合适的方式，不要把什么东西都往数据库中塞。
下面的几种情况就不适合放到数据库中：
1)图片等二进制数据：如果是图片的话，可以将文件名称或者路径保存到数据库中，真正的文件可以作为缓存文件保存在文件系统中。
2)临时数据：定位获取到的Location，登录的Session等。
3)日志数据：可以写入文件中，通常是log_xxxx.txt。