浅谈Android数据库版本升级及数据的迁移

概述

Android开发涉及到的数据库采用的是轻量级的SQLite3，而在实际开发中，在存储一些简单的数据，使用SharedPreferences就足够了，只有在存储数据结构稍微复杂的时候，才会使用数据库来存储。而数据库表的设计往往不是一开始就非常完美，可能在应用版本开发迭代中，表的结构也需要调整，这时候就涉及到数据库升级的问题了。

数据库升级

数据库升级，主要有以下这几种情况：

• 增加表
• 删除表
• 修改表
  
  • 增加表字段
  • 删除表字段

增加表和删除表问题不大，因为它们都没有涉及到数据的迁移问题，增加表只是在原来的基础上CRTATE TABLE，而删除表就是对历史数据不需要了，那只要DROP TABLE即可。那么修改表呢？

其实，很多时候，程序员为了图个方便，最简单最暴力的方法就是，将原来的表删除了然后重新创建新的表，这样就不用考虑其他因素了。但这样对于用户来说，体验是非常不好的，比如：用户当前下载列表正在下载文件，此时进行更新，而新版本有个更新点是升级了下载列表的数据库表，那么用户更新完之后发现下载列表变空了，那么用户看到辛辛苦苦下载的99%文件.avi没来，那不崩溃了，这种体验是非常不好的，分分钟就卸载你的应用。

那么数据库表升级时，数据迁移就显得非常重要了，那么如何实现呢？

表升级，数据迁移

现在开发，为了效率，都会使用第三方，本文数据库方面是基于 ORMLite的，所以接下来讨论的都是基于此。

上表的意思是：版本升级从版本号1升级到2再升级到3，1->2->3，期间表ABC的变化，‘+’表示该表增加了字段，‘-’表示该表删除了字段，例如1升级到2，表A增加了字段，表B删除了字段，表C没有发生变化。

首先，我们要先理解SQLiteOpenHelper中

  /**
     * Called when the database is created for the first time. This is where the
     * creation of tables and the initial population of the tables should happen.
     *
     * @param db The database.
     */
    public abstract void onCreate(SQLiteDatabase db);

和

  /**
     * Called when the database needs to be upgraded. The implementation
     * should use this method to drop tables, add tables, or do anything else it
     * needs to upgrade to the new schema version.
     * @param db The database.
     * @param oldVersion The old database version.
     * @param newVersion The new database version.
     */
    public abstract void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion);

什么时候调用。文档说得很清楚了，onCreate()是数据库第一次创建的时候调用，而onUpgrade()是当数据库版本升级的时候调用。

首先，先简单的创建A、B、C三个类，并使用OrmLite注解来创建表

A.class

  import com.j256.ormlite.field.DatabaseField;
import com.j256.ormlite.table.DatabaseTable;

@DatabaseTable(tableName = "tb_a")
public class A {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
}

B.class

  import com.j256.ormlite.field.DatabaseField;
import com.j256.ormlite.table.DatabaseTable;

@DatabaseTable(tableName = "tb_b")
public class B {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
    @DatabaseField
    public String age;
}

C.class

  import com.j256.ormlite.field.DatabaseField;
import com.j256.ormlite.table.DatabaseTable;

@DatabaseTable(tableName = "tb_c")
public class C {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
}

创建自己的Helper的MySqliteHelper.class

  import android.content.Context;
import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;
import com.j256.ormlite.android.apptools.OrmLiteSqliteOpenHelper;
import com.j256.ormlite.support.ConnectionSource;
import com.j256.ormlite.table.TableUtils;
import java.sql.SQLException;

public class MySqliteHelper extends OrmLiteSqliteOpenHelper{
    private final static String DATABASE_NAME="test.db";
    private final static int DATABASE_VERSION = 1;

    private static MySqliteHelper mInstance;

    public MySqliteHelper(Context context) {
        super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    }

    public static MySqliteHelper getInstance(Context context) {
        if (mInstance == null) {
            mInstance= new MySqliteHelper(context);
        }
        return mInstance;
    }
    @Override
    public void onCreate(SQLiteDatabase database, ConnectionSource connectionSource) {
        try {
            TableUtils.createTableIfNotExists(connectionSource,A.class);
            TableUtils.createTableIfNotExists(connectionSource,B.class);
            TableUtils.createTableIfNotExists(connectionSource,C.class);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase database, ConnectionSource connectionSource, int oldVersion, int newVersion) {

    }
}

创建数据操作的Dao

  import android.content.Context;
import com.j256.ormlite.dao.Dao;
import java.sql.SQLException;

public class ADao {
    private Dao<A,Integer> dao;
    public ADao(Context context){
        try {
            dao = MySqliteHelper.getInstance(context).getDao(A.class);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

BDao、CDao，也类似。
运行程序，进行Dao操作，此时就创建数据库test.db，进而执行onCreate()创建表。

  import android.app.Application;
import android.test.ApplicationTestCase;
import android.test.suitebuilder.annotation.MediumTest;

import com.helen.andbase.demolist.db.A;
import com.helen.andbase.demolist.db.ADao;


public class ApplicationTest extends ApplicationTestCase<Application> {
    public ApplicationTest() {
        super(Application.class);
    }

    @MediumTest
    public void testDao(){
        ADao aDao = new ADao(getContext());
        A a = new A();
        a.name="a";
        aDao.add(a);

        BDao bDao = new BDao(getContext());
        B b = new B();
        b.name="a";
        b.age ="18";
        bDao.add(b);
    }
}

将其拷出来，查看数据库。这里使用 SQLiteExpertPers进行查看

如上图表已创建。接着我们进行数据库升级，将版本号DATABASE_VERSION变为2，表A新增字段age，表B删除字段age，C不变

  @DatabaseTable(tableName = "tb_a")
public class A {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
    @DatabaseField
    public String age;
}

  @DatabaseTable(tableName = "tb_b")
public class B {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
}

  @DatabaseTable(tableName = "tb_c")
public class C {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
}

简单暴力的解决方法是：

  @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, ConnectionSource connectionSource, int oldVersion, int newVersion) {
        if(oldVersion < 2){//暂不说明为何要这么判断
            try {
                TableUtils.dropTable(connectionSource,A.class,true);
                TableUtils.dropTable(connectionSource,B.class,true);
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        onCreate(db,connectionSource);
    }

先将旧的表删除再创建新的表，这是最简单暴力的，但前面提过这不是我们想要的结果。

将代码改下，

  @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, ConnectionSource connectionSource, int oldVersion, int newVersion) {
        if(oldVersion < 2){//暂不说明为何要这么判断
            DatabaseUtil.upgradeTable(db,connectionSource,A.class,DatabaseUtil.OPERATION_TYPE.ADD);
        }
        onCreate(db,connectionSource);
    }

主要的代码就是封装的DatabaseUtil.class这个类

  import android.database.Cursor;
import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;

import com.j256.ormlite.misc.JavaxPersistence;
import com.j256.ormlite.support.ConnectionSource;
import com.j256.ormlite.table.DatabaseTable;
import com.j256.ormlite.table.TableUtils;

import java.util.Arrays;

public class DatabaseUtil {
    public static final String TAG = "DatabaseUtil.java";
    /**数据库表操作类型*/
    public enum OPERATION_TYPE{
        /**表新增字段*/
        ADD,
        /**表删除字段*/
        DELETE
    }
    /**
     * 升级表，增加字段
     * @param db
     * @param clazz
     */
    public static <T> void upgradeTable(SQLiteDatabase db,ConnectionSource cs,Class<T> clazz,OPERATION_TYPE type){
        String tableName = extractTableName(clazz);

        db.beginTransaction();
        try {

            //Rename table
            String tempTableName = tableName + "_temp";
            String sql = "ALTER TABLE "+tableName+" RENAME TO "+tempTableName;
            db.execSQL(sql);

            //Create table
            try {
                sql = TableUtils.getCreateTableStatements(cs, clazz).get(0);
                db.execSQL(sql);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                TableUtils.createTable(cs, clazz);
            }

            //Load data
            String columns;
            if(type == OPERATION_TYPE.ADD){
                columns = Arrays.toString(getColumnNames(db,tempTableName)).replace("[","").replace("]","");
            }else if(type == OPERATION_TYPE.DELETE){
                columns = Arrays.toString(getColumnNames(db,tableName)).replace("[","").replace("]", "");
            }else {
                throw new IllegalArgumentException("OPERATION_TYPE error");
            }
            sql = "INSERT INTO "+tableName +
                    " ("+ columns+") "+
                    " SELECT "+ columns+" FROM "+tempTableName;
            db.execSQL(sql);

            //Drop temp table
            sql = "DROP TABLE IF EXISTS "+tempTableName;
            db.execSQL(sql);

            db.setTransactionSuccessful();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            db.endTransaction();
        }
    }


    /**
     * 获取表名(ormlite DatabaseTableConfig.java)
     * @param clazz
     * @param <T>
     * @return
     */
    private static <T> String extractTableName(Class<T> clazz) {
        DatabaseTable databaseTable = clazz.getAnnotation(DatabaseTable.class);
        String name ;
        if (databaseTable != null && databaseTable.tableName() != null && databaseTable.tableName().length() > 0) {
            name = databaseTable.tableName();
        } else {
            /*
             * NOTE: to remove javax.persistence usage, comment the following line out
             */
            name = JavaxPersistence.getEntityName(clazz);
            if (name == null) {
                // if the name isn't specified, it is the class name lowercased
                name = clazz.getSimpleName().toLowerCase();
            }
        }
        return name;
    }

    /**
     * 获取表的列名
     * @param db
     * @param tableName
     * @return
     */
    private static String[] getColumnNames(SQLiteDatabase db,String tableName){
        String[] columnNames = null;
        Cursor cursor = null;
        try {
            cursor = db.rawQuery("PRAGMA table_info("+tableName+")",null);
            if(cursor != null){
                int columnIndex = cursor.getColumnIndex("name");
                if(columnIndex == -1){
                    return null;
                }

                int index = 0;
                columnNames = new String[cursor.getCount()];
                for(cursor.moveToFirst();!cursor.isAfterLast();cursor.moveToNext()){
                    columnNames[index] = cursor.getString(columnIndex);
                    index++;
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if(cursor != null) {
                cursor.close();
            }
        }
        return columnNames;
    }

}

upgradeTable方法里采用的是数据库事务，利用事务的原子特性，保证所有的SQL能全部执行完成。主要思路是：首先将原来的表进行改名称rename table（临时表），接着创建新的表create table，再者将旧表内的数据迁移到新表内，最后drop table删除临时表。

表的增加字段和删除字段，在迁移数据的时候，主要区别在于字段的来源不同。比如：A表新增了age字段，这时候columns变量的获取是根据旧表来的，这是构造的sql语句是

  sql = "INSERT INTO tb_a (id,name) SELECT id,name FROM tb_a_temp";

而B表是删除age字段的，columns变量的获取是根据新表来的，其构造的sql语句是

  sql = "INSERT INTO tb_b (id) SELECT id FROM tb_b_temp";

再次执行ApplicationTest->testDao

  @MediumTest
    public void testDao(){
        ADao aDao = new ADao(getContext());
        A a = new A();
        a.name="a";
        a.age = "20";
        aDao.add(a);

        BDao bDao = new BDao(getContext());
        B b = new B();
        b.name="b";
        bDao.add(b);
    }

再查看下数据

可以看到表A、表B的历史数据还是存在的。

然后我们再将数据库升级到版本号为3，这时候要考虑到用户的多种情况，从1->3,从2->3这两种情况，但不是每次升级都重复之前的操作的，比如用户1之前已经从1升级到2了，这次是要从2升级到3，而用户2，一直用的是老版本1，他觉得，嗯，这次这个版本升级的内容不错，决定升级了，那么他是从1直接升级到3的，所以他们两者经历的版本不一样，数据库升级的策略也会有所不用，那就要区分开来考虑了。

这次的升级是将表C添加了sex字段

  import com.j256.ormlite.field.DatabaseField;
import com.j256.ormlite.table.DatabaseTable;

@DatabaseTable(tableName = "tb_c")
public class C {
    @DatabaseField(generatedId = true)
    public int id;
    @DatabaseField
    public String name;
    @DatabaseField
    public String sex;
}

然后在onUpgrade进行逻辑判断

      @Override
    public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, ConnectionSource connectionSource, int oldVersion, int newVersion) {
        if(oldVersion < 2){
            DatabaseUtil.upgradeTable(db,connectionSource,A.class,DatabaseUtil.OPERATION_TYPE.ADD);
            DatabaseUtil.upgradeTable(db,connectionSource,B.class,DatabaseUtil.OPERATION_TYPE.DELETE);
        }
        if(oldVersion < 3){
            DatabaseUtil.upgradeTable(db,connectionSource,C.class,DatabaseUtil.OPERATION_TYPE.ADD);
        }
        onCreate(db,connectionSource);
    }

这样，如果你是从1升级到3，那么两个if语句都会执行，而如果是从2升级到3，那么只有if(oldVersion < 3)这个分支会执行。最后，如果只是新增全新的表D，那么只要在onCreate内多写句TableUtils.createTableIfNotExists(connectionSource, D.class);就可以啦，不要忘记版本号要+1~

总结

本文讨论的数据迁移，是基于新旧两个表之间逻辑性不强，不牵涉到业务情景的情况下。比如，表A新增的字段user_id为用户id，这个字段是用来标记数据来源于哪个用户的，检索的时候，user_id是用于检索条件的，那么由于旧数据转移到新表中user_id默认是空的，这时候旧数据可能相当于不起作用了，虽然可以通过设置默认值，但其需要根据具体业务场景进行设置，因此就失去其灵活性了。