独家食用指南系列|Android端SQLite的浅尝辄止
大家好，本周技术拆解官的第一篇文章，给大家带来的是我们的新主题《**独家食用指南系列**》。作为新主题的第一篇系列文章，这次给大家分享下**Android**端**SQLite**的“**食用指南**”。之所以会拿**SQLite**作为系列的开篇文章，也是因为最近接触到逆向**Android**端**SQLite**数据库的工作，查阅了很多资料，我也想给这次调研做下总结，所以接下来我会分三篇文章来给大家好好讲讲这次逆向**Android**端**SQLite**数据库的经历，首当其冲的第一篇，也就是《**独家食用指南系列**|**Android**端**SQLite**的浅尝辄止》
> 本篇文章使用到的项目源码都在我的个人**Github**上面：https://github.com/lateautumn4lin/TechPaoding/tree/main/practice_demo/Cattle
# 1 认识SQLite
## 1.1 SQLite定义
**SQLite**是一款轻量级的关系型数据库，为什么是轻量级呢？主要是因为它占用资源很少，通常只需要几百K的内存就足够了，也因为它的结构足够简单，运算速度非常快，特别适合在移动设备上使用。
## 1.2 SQLite特点
- 轻量级
使用 **SQLite** 只需要带一个动态库（也就是**NDK**开发的**SO**库），就可以享受它的全部功能，而且那个动态库的尺寸想当小，因此对于移动端的使用来说可谓是“百利而无一害”。
- 独立性
数据库的核心引擎不需要依赖第三方软件，也不需要所谓的“安装”。
- 隔离性
数据库中所有的信息（比如表、视图、触发器等）都包含在一个文件夹内，方便管理和维护，具体的表现形式就是每个数据库就是一个**db**文件，相当于库与库之前是彼此隔离的。
- 跨平台
目前支持大部分操作系统，不至电脑操作系统更在众多的手机系统也是能够运行，比如：**Android**和**IOS**。
- 多语言接口
数据库支持多语言编程接口（在**Android**端话一般会使用**JDK**或者**NDK**来开发）。
- 安全性
数据库通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。这意味着多个进程可以在同一时间从同一数据库读取数据，但只能有一个可以写入数据（涉及并发问题的处理方式类似于另一个关系型数据库-**MySQL**）。
- 弱类型的字段
同一列中的数据可以是不同类型（编码自由者的福音、编码强迫症的噩梦）
## 1.3 SQLite数据类型
**SQLite**具有以下五种常用的数据类型，都是比较常见的基本类型：
| 类型|含义|
|--|--|
| NULL | 值是一个 NULL 值 |
| INTEGER| 值是一个带符号的整数，根据值的大小存储在 1、2、3、4、6 或 8 字节中 |
| REAL| 值是一个浮点值，存储为 8 字节的 IEEE 浮点数字 |
| TEXT| 值是一个文本字符串，使用数据库编码（UTF-8、UTF-16BE 或 UTF-16LE）存储 |
| BLOB| 值是一个 blob 数据，完全根据它的输入存储 |
>以上就是关于**SQLite**的基本知识，大家大致了解就好，详细的信息可以看看它的**WIKI**：https://zh.wikipedia.org/wiki/SQLite
## 1.4 SQLite安装
关于**SQLite**的安装，这里我们举**CentOS7**来说，最简单的方式当然是“懒人一键安装”了
```bash
sudo yum install sqlite-devel
```
安装好之后就可以和正常的数据库那样，大家就可以试试“增删改查”了，比如下面这样
- 首先我们指定一个**db文件**进入交互式的界面，指定**db文件**也是为了我们之后的建表的操作能够得到存储
- 然后就是正常对于数据库的“增删改查”了
当然在命令行的操作也并不是我们这次关心的重点，我们之后会利用**Java**的库来操作。
# 2 SQLite的调试工具
上面我们提到了**SQLite**它其实是一个关系型数据库，那么联想到**MySQL**的话，**SQLite**也有它的特定的可视化工具又或者可以说是调试工具，因为我们后面会利用这个工具来实时查看**App**的数据存储情况。
## 2.1 直接命令行调试
命令行调试的方式和上面我们说的在**CentOS7**操作数据库的方式基本类似，因为**Android**本身也是一个**Linux**系统，相关命令也是一致的。如果不嫌麻烦的话就是可以直接`adb shell`进手机系统去操作。
## 2.2 SQLiteStudio工具
相比于命令行我想更多人会选择可视化的工具来操作，这里我推荐一下我自己目前在使用的工具**SQLiteStudio**，其实在选择工具的时候我也是在很多工具中纠结了一番，不过其他工具不是不能实时连接**Android**机调试就是在安全加密方面功能方面差一截，所以最后直接选择了**SQLiteStudio**了。
>最新版本的**SQLiteStudio**是**SQLiteStudio3.2**，地址：https://sqlitestudio.pl/，
大家可以去官网下载，这也是个开源项目，要是大家有问题也可以去**Github**打扰那位大佬。
整体界面是这样的
照例演示下添加新数据库的流程
**Database**->**Add a Database**->打开自己选定好的**db文件**即可。
# 3 SQLite 基础类介绍
上面我们讲了**SQLite**的定义以及调试工具，下面我们要正式讲讲**SQLite**的使用了，这一篇我们暂且不深入源码，之后我会单独出一篇源码分析。在讲如何使用**SQLite**数据库之前，有必要介绍一下**SQLite**两个重要的类：**SQLiteDatabase** 和 **SQLiteOpenHelper**，这是**SQLite**数据库**API**中最基础的两个类。
## 3.1 SQLiteDatabase
在**Android**的自带的**SQLite**库中，**SQLite**所有的操作都来源于**SQLiteDatabase** ，另一个类**SQLiteOpenHelper**也是基于该类衍生而来进行数据库的创建和版本管理的。我们简单看看这个类的分析
可以发现**insert**、**query**等熟悉的数据库操作的字眼，这些方法都是已经封装好的，我们只需要传入适当的参数即可完成诸如插入、更新、查询等操作。当然**SQLiteDatabase**也提供了直接执行**SQL**语句的方法，如
- execSQL
`db.execSQL("create table if not exists " + TABLE_NAME +"(id text primary key,name text)");`
- rawQuery
` db.rawQuery("SELECT * FROM test", null);`
## 3.2 SQLiteOpenHelper
**SQLiteOpenHelper**是**SQLiteDatabase**的辅助类，通过对**SQLiteDatabase**内部方法的封装简化了数据库创建与版本管理的操作。它是一个抽象类，一般情况下，我们需要继承并重写这两个父类方法：
- onCreate
在初次生成数据库时才会被调用，我们一般重写**onCreate**生成数据库表结构并添加一些应用使用到的初始化数据
- onUpgrade
当数据库版本有更新时会调用这个方法，我们一般会在这执行数据库更新的操作，例如字段更新、表的增加与删除等
此外父类方法中还有**onConfigure**、**onDowngrade**、**onOpen**，一般项目中很少用到它们，如果大家需要进一步了解可以去看看官方文档。
## 3.3 SQLiteOpenHelper与SQLiteDatabase的关系
介绍完了**SQLiteOpenHelper**以及**SQLiteDatabase**之后，那它们是怎么关联在一起的呢？我们从源码中来看看
**SQLiteOpenHelper**提供了两个创建数据库的方法
- getWritableDatabase
- getReadableDatabase
从源码中我们可以看到，这两个方法有个共同点，也就是都调用了**getDatabaseLocked**这个方法，我们再看**getDatabaseLocked**这个方法
- 第一步
- 第二步
- 第三步
根据上面的分析我们可以看到**SQLiteOpenHelper**是如何一步步通过调用**SQLiteDatabase**的方法来生成一个**db实例**的，也就表明了**SQLiteOpenHelper**是一个更高维度的**SQLiteDatabase**的封装。
## 3.4 SQLiteDatabase对象生成流程
总结了**SQLiteOpenHelper**和**SQLiteDatabase**之间的关系后，我们捋一下**SQLiteDatabase**对象的生成流程，也可以当成我们之后在开发过程中使用的**SQLite**的一个模板，我们可以以下三种方式可以来生成**SQLiteDatabase**。
- 继承**SQLiteOpenHelper**，调用**getWritableDatabase** / **getReadableDatabase**打开或创建数据库（推荐初学者使用）
- 调用**SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase**打开或创建数据库
- 调用**Context.openOrCreateDatabase**打开或创建数据库
三种方法最终都是要调用**SQLiteDatabase.openDatabase**方法
既然都调用了**SQLiteDatabase.openDatabase**，那我们看看它的源码
解释一下各个参数
- **String path**
数据库文件路径
- **CursorFactory factory**
用于构造自定义的Cursor子类对象，在执行查询操作时返回，若传入 null 则使用默认的factory构造Cursor
- **int flags**
用于控制数据库的访问模式，可传入的参数有
- **CREATE_IF_NECESSARY**：当数据库不存在时创建该数据库文件
- **ENABLE_WRITE_AHEAD_LOGGING**：绕过数据库的锁机制，以多线程操作数据库的方式进行读写
- **NO_LOCALIZED_COLLATORS**：打开数据库时，不根据本地化语言对数据库进行排序
- **OPEN_READONLY**：以只读方式打开数据库
- **OPEN_READWRITE**：以读写方式打开数据库
- **DatabaseErrorHandler errorHandler**
当检测到数据库损坏时进行回调的接口，一般没有特殊需要传入 null 即可
可以看到，我们通过**openDatabase**生成**SQLiteDatabase**的实例，并且将**db实例**的状态置为开启，最终返回**db实例**。
## 3.5 创建数据库的路径
**SQLiteDatabase**源码中有一行代码是关于**db文件**路径相关的
```java
final File filePath = mContext.getDatabasePath(mName);
```
这段代码我们得到的路径是
```java
/data/data/<package_name>/databases/
```
一般情况下我们在创建数据库时**path参数**只需传入“**xxx.db**”，系统自动会在该默认路径下创建名为“**xxx.db**”的数据库文件，这样做最大的好处就是安全，因为从**Android7**开始，**Android**的策略就限制了**App**彼此间的访问权限，这也使**App**的安全性得到了保证。
# 4 SQLite Demo开发
通过上面的关于**SQLiteDatabase**类的基本的了解，下面我们直接上手搞个**Demo**
## 4.1 创建MySQLiteOpenHelper
第一步我们使用最快捷的创建**SQLiteDatabase**的方式，也就是继承**SQLiteOpenHelper**来创建一个我们自己**MySQLiteOpenHelper**，如下
## 4.2 创建SQLiteCattleActivity
创建好了**MySQLiteOpenHelper**之后，我们需要在一个新的**Activity**中来使用它
这里我们使用两种方法来创建**db实例**，分别是**SQLiteDatabase** 自身的**openOrCreateDatabase**和我们创建的**MySQLiteOpenHelper**的**getWritableDatabase**来创建
## 4.3 连接SQLiteStudio实时调试
如上面的两个步骤，我们开发好了基本的**App**，实现了基本的点击按钮完成“增删改查的功能”，但毕竟数据库是在手机里面，我们要如何进行实时的数据库调试呢？下面介绍一种方法是基于**SQLiteStudio**进行的实时调试方案
由于**SQLite**数据库是以**db文件**的形式保存在手机目录上的，我们无法直接便捷的实时获取到**SQLite**的内容，因此我们需要借助**SQLiteStudio**的端到端通信功能来获取**SQLite**的数据。
### 4.3.1 SQLiteStudio环境配置
第一步我们需要导出**SQLiteStudio **的**Remote Jar包**，导出的步骤是**Tools**->**Get Android Connect Jar File**来获取到**Jar包**，并把**Jar包**放在项目的**根目录/libs**下面。
我们需要开启**SQLiteStudio **的**SQLite**数据库调试的权限，步骤是通过**Tools**->**Open configuration dialog**打开配置界面，在插件栏勾选**SQLite**选项。
### 4.3.2 Android项目环境配置
配置好了**SQLiteStudio**之后，下面我们来配置我们的**App**项目，我们之前已经引入了**Remote Jar包**，放在我们的**根目录/libs**下面，下面我们还需要项目的**build.gradle文件**中在写入`implementation fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')`来保证**libs**下所有的**Jar包**能够正常的导入。
导入**Jar包**之后我们只需要在我们的**Activity**中加上一行代码`SQLiteStudioService.instance().start(this);`即可在我们的**Activity**一开启的时候就启动**SQLiteStudioService**的实例，监听**Android**的**xxx端口**，等待远程的**SQLiteStudio**来连接。
### 4.3.3 SQLiteStudio连接手机实时调试
配置好**App**之后，只需要启动**App**，便可以在目录下创建好**db文件**，然后我们就可以在**SQLiteStudio**界面进行远程连接了。
添加的步骤和之前类似，不过数据类型方面我们选择**Android SQLite**，之后在选择**db文件**上，我们选择**port forwarding**，连接到某台手机的**12121端口**（也就是之前说的）**SQLiteStudioService**的实例监听的端口，之后就可以愉快的调试了。
# 5 食用荐语
以上就是关于**Android**端**SQlite**的浅尝辄止的**独家食用指南**了，由于篇幅问题，只是简单的写了几个方面，不过相信大家也能懂得**SQlite**开发的基本流程了。当然，这只是**SQlite**这部分的第一篇文章，之后还有两篇文章会关注另外两个方面，包括**SQlite**的安全版本以及**SQlite**的实现源码分析。 arklearn 发表于 2020-10-29 14:18
感谢楼主的分享，我觉得可以去尝试学习这几个类，然后，改写一下之前的python sqlite 的helper
嗯嗯，可以尝试下，虽然这是android端的，不过sqlite的总体使用逻辑是相同的 lateautumn4lin 发表于 2020-10-29 14:33
嗯嗯，可以尝试下，虽然这是android端的，不过sqlite的总体使用逻辑是相同的
联系方式多少 沙发走起，感谢LZ！！！ 一杆小淫枪 发表于 2020-10-26 17:03
沙发走起，感谢LZ！！！
感谢老哥 这个是学习教程吖，得好好瞅瞅 又想起培训机构的基础教程……:'(weeqw magic2019 发表于 2020-10-26 21:00
这个是学习教程吖，得好好瞅瞅
感谢老哥
xdfg 发表于 2020-10-26 21:34
又想起培训机构的基础教程……
是什么让你想起了{:1_929:} 不错，一会细看。 篇头图片很有意思 先看一会试一试