[swift]技术分享-数据库开发基本使用

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数据库

数据库（Database）是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库

 

嵌入式/移动客户端使用SQLite

 

iOS中数据存储的方式:

 

• Plist（NSArray\NSDictionary）:  特点: 只能存储系统自带的数据类型, 比如NSDictory, NSArray等等. 自定义的对象无法存储

     plist文件存储一般都是存取字典和数组,直接写成plist文件,把它存到应用沙盒当中.

    只有在ios当中才有plist存储,它是ios特有的存储方式.

• Preference（偏好设置\NSUserDefaults）:  特点: 本质就是一个plist文件; 也是只能存储系统自带的数据类型, 自定义的对象无法存储

     偏好设置NSUserDefaults

    底层就是封闭了一个字典,利用字典的方式生成plist文件
    好处:不需要关心文件名(它会自动生成)快速进行键值对存储.

• NSCoding（NSKeyedArchiver\NSkeyedUnarchiver）:  特点: 可以存储自己定义的数据类型, 但是都是一次性的全数据操作

     归档一般都是保存自定义对象的时候,使用归档.因为plist文件不能够保存自定义对象.

    如果一个字典当中保存有自定义对象,如果把这个字典写入到文件当中,它是不会生成plist文件的.

 

• SQLite3 :  特点: 存储一些大批量的数据, 排序, 统计等操作

 

• Core Data :  特点: 对SQLite3的一层面向对象的包装, 本质还是要转换成为对应的SQL语句去执行

 

• 钥匙串

 

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SQLite: SQLite是一款轻型的嵌入式数据库

数据库的存储结构和excel很像，以表（table）为单位

1. 新建数据库文件
2. 新建表(table)
3. 添加多个字段（column，列，属性）
4. 添加多行记录（row，每行存放多个字段对应的值）

 

图形管理工具:Navicat

1.”属性”:用来表示这一列拿来存放什么

2.”记录”:用来存放什么数据

其中牵涉到一个概念就是:主键:（Primary Key，简称PK）用来唯一地标识某一条记录

例如t_student可以增加一个id字段作为主键，相当于人的身份证, 主键可以是一个字段或多个字段, 例如: 行和列

设计原则:

• 主键应当是对用户没有意义的
• 永远也不要更新主键
• 主键不应包含动态变化的数据
• 主键应当由计算机自动生成

 

对于Navicat我们可以使用SQL语句来进行相应的操作

SQL（structured query language）：结构化查询语言,而使用SQL语言编写出来的句子\代码，就是SQL语句

在程序运行过程中，要想操作（增删改查，CRUD: Create , Retrive, Update, Delete）数据库中的数据，必须使用SQL语句

特点:

• 不区分大小写（比如数据库认为user和UsEr是一样的）
• 每条语句都必须以分号 ; 结尾

 

注意点:数据库不可以使用关键字来命名表或者字段的

 

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常用关键字: select、insert、update、delete、from、create、where、desc、order、by、group、table、alter、view、index等等

 

SQL语句分为

1. 数据定义语句（DDL：Data Definition Language）
2. 数据操作语句（DML：Data Manipulation Language）
3. 数据查询语句（DQL：Data Query Language）

 

下面让我们来看一下如何使用这三中语句

一、DDL语句增/ 删/ 改

首先,我们先创建并打开一个数据库

        // sqlite数据库文件的后缀名, 没有明确的要求,随便写都行, abc, 123

        // 规范: sqlite, db, db3

1.创表

 

需要注意的是,实际上SQLite是无类型的

    就算声明为integer类型，还是能存储字符串文本（主键除外）

    建表时声明啥类型或者不声明类型都可以，也就意味着创表语句可以这么写：

    create table t_student(name, age);

 

为了保持良好的编程规范、方便程序员之间的交流，编写建表语句的时候最好加上每个字段的具体类型

还有一点是, 参数后面加类型限定输入的类型(数据库的本质是无类型的)

还有就是,创建表格时, 最好加个表格是否已经存在的判断, 这个防止语句多次执行时发生错误

 

2.删表

同样,删除表格时加上 if  exists, 最好加个表格是否已经存在的判断, 这个防止语句多次执行时发生错误

 

 

3.改表

注意: sqlite里面只能实现Alter Table的部分功能,不能删除一列, 修改一个已经存在的列名

修改表名

    ALTER TABLE 旧表名 RENAME TO 新表名 

 

新增属性

    ALTER TABLE 表名 ADD COLUMN 列名 数据类型 限定符

 

 

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约束分为简单的约束和主键约束

 

简单约束:

1.not null约束: not null ：规定字段的值不能为null

 

2.不能重复: unique ：规定字段的值必须唯一

3.默认值: default ：指定字段的默认值

 

 

通过DDL语句加约束

create table if not exiete (id …)

 

2.主键约束

为什么要给主键添加约束呢?

如果t_student表中就name和age两个字段，而且有些记录的name和age字段的值都一样时，那么就没法区分这些数据，造成数据库的记录不唯一，这样就不方便管理数据

良好的数据库编程规范应该要保证每条记录的唯一性，为此，增加了主键约束

也就是说，每张表都必须有一个主键，用来标识记录的唯一性

 

在创表的时候用primary key声明一个主键, 主键字段默认就包含了not null 和 unique 两个约束

如果想要让主键自动增长（必须是integer类型），应该增加autoincrement

create table t_student (id integer primary key autoincrement, name text, age integer) ;

 

 

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二、 DML语句

1. 插入数据（insert）

    格式

        insert into 表名 (字段1, 字段2, …) values (字段1的值, 字段2的值, …) ;

    示例

        insert into t_student (name, age) values (‘sz’, 10) ;

    注意

        数据库中的字符串内容应该用单引号 ’ 括住

 

2. 更新数据（update）

    格式

        update 表名 set 字段1 = 字段1的值, 字段2 = 字段2的值, … ; 

    示例

        update t_student set name = ‘wex’, age = 20 ; 

    注意

        上面的示例会将t_student表中所有记录的name都改为wex，age都改为20

 

3. 删除数据（delete）

    格式

        delete from 表名 ;

    示例

        delete from t_student ;

    注意

        上面的示例会将t_student表中所有记录都删掉

 

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条件语句; 如果只想更新或者删除某些固定的记录，那就必须在DML语句后加上一些条件

条件语句的常见格式

    where 字段 = 某个值 ;   // 不能用两个 =

    where 字段 is 某个值 ;   // is 相当于 = 

    where 字段 != 某个值 ; 

    where 字段 is not 某个值 ;   // is not 相当于 != 

    where 字段 > 某个值 ; 

    where 字段1 = 某个值 and 字段2 > 某个值 ;  // and相当于C语言中的 &&

    where 字段1 = 某个值 or 字段2 = 某个值 ;  //  or 相当于C语言中的 ||

 

例子:

将t_student表中年龄大于10 并且 姓名不等于wex的记录，年龄都改为 5

update t_student set age = 5 where age > 10 and name != ‘wex’ ;

 

删除t_student表中年龄小于等于10 或者 年龄大于30的记录

delete from t_student where age <= 10 or age > 30 ;

 

 

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DQL

示例

    select name, age from t_student ;

    select * from t_student ;

    select * from t_student where age > 10 ;  //  条件查询

格式

    select 字段1, 字段2, … from 表名 ;

    select * from 表名;   //  查询所有的字段

 

 

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统计

    count(X)

        select count(*) from t_student   计算所有记录个数

        select count(age) from t_student  计算age有值的记录个数(NULL不计算在内)

    avg(X)

        计算某个字段的平均值

    sum(X)

        计算某个字段的总和

    max(X)

        计算某个字段的最大值

    min(X)

        计算某个字段的最小值

 

排序

查询出来的结果可以用order by进行排序

    select * from t_student order by age ;

 

默认是按照升序排序（由小到大），也可以变为降序（由大到小）

    select * from t_student order by age desc ;  //降序

    select * from t_student order by age asc ;   // 升序（默认）

 

也可以用多个字段进行排序

    select * from t_student order by age asc, height desc ;

    先按照年龄排序（升序），年龄相等就按照身高排序（降序）

 

 

limit分页:使用limit可以精确地控制查询结果的数量，比如每次只查询10条数据

    格式

        select * from 表名 limit 数值1, 数值2 ;

    示例

        select * from t_student limit 4, 8 ;

            可以理解为：跳过最前面4条语句，然后取8条记录

    分页

        limit常用来做分页查询，比如每页固定显示5条数据，那么应该这样取数据

            第1页：limit 0, 5

            第2页：limit 5, 5

            第3页：limit 10, 5

            第n页：limit 5*(n-1), 5

 

后面只写一个5,代表把0省略,取5条数据

        特殊案例

            select * from t_student limit 7 ;

            相当于select * from t_student limit 0, 7 ;

            表示取最前面的7条记录

 

多表查询:

select 字段1, 字段2, … from 表名1, 表名2 ;

 

起别名:

select 

别名1.字段1 as 字段别名1, 

别名2.字段2 as 字段别名2, 

… 

from 

表名1 as 别名1,  

表名2 as 别名2 ;

 

    可以给表或者字段单独起别名

    as 可以省略

 

表连接查询

    select 字段1, 字段2, … from 表名1, 表名2  where 表名1.id = 表名2.id;

 

外键

    如果表A的主关键字是表B中的字段,则该字段称为表B的外键

    保持数据一致性，完整性，主要目的是控制存储在外键表中的数据。 使两张表形成关联，外键只能引用外表中的列的值或使用空值。

 

 

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代码实现DML语句-Insert绑定参数

 

准备语句（prepared statement）对象一个代表一个简单SQL语句对象的实例，这个对象通常被称为“准备语句”或者“编译好的SQL语句”或者就直接称为“语句”。

1. 使用sqlite3_prepare_v2或相关的函数创建这个对象-->如果执行成功，则返回SQLITE_OK，否则返回一个错误码

// 功能作用: 创建编译一个sql字符串,-> sql准备语句
        // 参数1: 一个已经打开的数据库
        // 参数2: sql 字符串
        // 参数3: 代表从sql字符串里面取出的长度 -1, 代表自动计算
        // 参数4: "准备语句" 地址 !!!!!!!!!
        // 参数5: 按照参数3, 给定的长度, 到参数2, 里面取出的字符串, 剩下的字符串
        let db = SQLiteTool.shareInstance.db
        var stmt: COpaquePointer = nil

        if sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, nil) != SQLITE_OK {

 

            print("编译失败")
            return

        }

2. 绑定参数

       

            参数的处理方式

                SQLITE_TRANSIENT 会对字符串做一个 copy，SQLite 选择合适的机会释放

                SQLITE_STATIC / nil  把它当做全局静态变量, 不会字符串做任何处理，如果字符串被释放，保存到数据库的内容可能不正确！

                注意: swift中没有宏的概念

// 参数1: 准备语句
        // 参数2: 绑定的索引(索引, 从1开始)
        // 参数3: 绑定的值
        // 参数4: 代表参数三取出多少长度 -1自动计算

        // 参数5: 代表, 参数的处理方式

let SQLITE_TRANSIENT = unsafeBitCast(-1, sqlite3_destructor_type.self)

        // 参数1: 需要转换的额值

        // 参数2: 代表, 想要转换成为的类型

 sqlite3_bind_text(stmt, 1, “LJW", -1, SQLITE_TRANSIENT)
   
        // 绑定年龄
        sqlite3_bind_int(stmt, 2, 16)
       
        // 绑定分数

        sqlite3_bind_double(stmt, 3, 99)

 

 

3.  通过调用sqlite3_step() 一次或多次来执行这个sql

    对于DML语句, 如果执行成功, 返回SQLITE_DONE

    对于DQL语句, 通过多次执行获取结果集, 继续执行的条件是返回值 SQLITE_ROW

 if sqlite3_step(stmt) != SQLITE_DONE {
            print("执行失败")
            return

        }

4.  使用sqlite3_reset()重置这个语句，然后回到第2步，这个过程做0次或多次

// 把绑定的值, 清空

        sqlite3_reset(stmt)

5. 使用sqlite3_finalize()销毁这个对象, 防止内存泄露

// 5. 销毁

        sqlite3_finalize(stmt)

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DML语句-Insert插入数据优化

 

循环插入10000条数据, 查看耗时

 

结果分析

    sqlite_exec 直接执行 和 未拆解"准备语句" 执行 执行时间平均差不多, sqlite_exec 函数是对"准备语句"的封装 (预处理语句->绑定参数->执行语句->重置语句->释放语句)

 

    拆解后的"准备语句" 执行, 效率明显高了一些,主要原因是真正遵循了"准备语句"的操作流程,虽然按步骤使用"准备语句", 但是执行效率,依然非常低, 达到了5秒左右, 不可原谅

 

原因分析:

            每当SQL调用执行方法执行一个语句时, 都会开启一个叫做"事务"的东西, 执行完毕之后再提交"事务"; 也就是说, 如果执行了10000次SQL语句, 就打开和提交了10000次"事务", 所以造成耗时严重

 

大批量数据插入的优化

    // 一层优化: 使用"准备语句", 进行插入 ( 创建准备语句和释放不需要循环,只有绑定参数/执行/重置需要循环)

    // 二层优化: 无论是, sqlite3_exec, 还是sqlite3_step,, 都会在内容, 自动"开启事务", 自动"提交事务", 一但自动开启, 自动提交, 就会非常耗时( 自动开启了,一个出去了,自动关闭,然后第二个又自动开启,出去后又自动关闭,…)

    // 解决方案: 只要我们手动开启事务, 手动提交事务, 上面两个函数内部, 就不会自动开启和提交事务

    // 优化后的结果: 10000 0.0257260203361511

 

得出结论

    1. 如果插入大量数据, 请务必手动开启/提交事务

    2. 根据不同情况, 选择使用sqlite3_exec 或者  "准备语句"

 

插入少量数据只需要使用sqlite3_exec就够了

很多的话就用准备语句

 

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DQL语句

方式1: sqlite3_exec

 class func  queryAll() -> () {

        // 1. sql语句
        let sql = "select * from t_stu"
       
        // 2. 执行语句
        // 参数1: 一个已经打开的数据库
        // 参数2: sql语句
        // 参数3: 回调代码(*) 当查询到结果之后, 会调用这个代码块, 把结果返回给我们
            // 参数1: 参数4
            // 参数2: 列的个数
            // 参数3: 值组成的数组
            // 参数4: 列名组成的数组
            // 返回值: 如果返回的是 0 继续查询, 非0 代表停止查询
        // 参数4: 参数3里面的参数1
        // 参数5: 错误信息

        let db = SQLiteTool.shareInstance.db
        sqlite3_exec(db, sql, { (firsPara, columnCount, values, columnNames) -> Int32 in
           
            // 操作的是一行, 一行记录
            // 包含了很多个列
            // 遍历这些列(列名称, 列对应的值)
            let count = Int(columnCount)
            for i in 0..<count {
                // 代表每一列
                // (列名称, 列对应的值)
                // UnsafeMutablePointer<Int8>
                let columnName = columnNames[i]
                let columnNameStr = String(CString: columnName, encoding: NSUTF8StringEncoding)
               
               
                // UnsafeMutablePointer<Int8>
                let value = values[i]
                let valueStr = String(CString: value, encoding: NSUTF8StringEncoding)
               

                print(columnNameStr, valueStr) 

            }

            return 2

            }, nil, nil)

    }

 

 

方式2.准备语句: 作用: 可以处理不同特定类型, 步骤相对来说复杂

 

方式2: 通过"准备语句"

    作用: 可以处理不同特定类型, 步骤相对来说复杂

    步骤

        1. 预处理函数 获取"准备语句"

 

        2. 不断执行"准备语句", 直到无结果集

 

       3. 获取列的类型

 

       4. 根据每列的类型取出不同的值

 

        5. 释放资源

 

 

 

写在最后:

可能对于新手会感觉不适应,一句一句的C语言确实做起来会比较复杂,如果不熟悉的话

以前用过一段时间的CoreData,但是它也是对SQLite的封装,那就代表着性能方面就略低了

但是,现在基本上很多使用的都是FMDB,FMDB是iOS平台的SQLite数据库框架,

FMDB以OC的方式封装了SQLite的C语言API,

使用起来更加面向对象，省去了很多麻烦、冗余的C语言代码,

提供了多线程安全的数据库操作方法，有效地防止数据混乱.

那么,之后会更新一篇关于FMDB使用