Flutter SQLite数据库存储：实现高效的数据管理

Flutter SQLite 数据库存储基础

SQLite 简介

SQLite 是一款轻型的嵌入式数据库，它的设计目标是嵌入式设备，占用资源非常低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。它是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它包含在一个相对小的C库中，不需要一个单独的服务器进程或操作的系统内核。SQLite 直接访问其存储文件，这使得它非常适合在移动应用等资源受限的环境中使用。在 Flutter 应用开发中，SQLite 是本地数据存储的理想选择，能够为应用提供持久化数据存储的能力，例如缓存用户数据、离线数据等。

Flutter 中使用 SQLite 的优势

性能高效：由于 SQLite 轻量级且无需服务器进程，在 Flutter 应用内进行数据读写操作时，性能表现优异，能快速响应数据请求。
资源占用少：Flutter 应用常运行于移动设备等资源有限的环境，SQLite 占用极少的内存和存储，与 Flutter 的轻量级理念相契合。
跨平台支持：Flutter 本身就是跨平台框架，SQLite 在不同操作系统（如 Android、iOS 等）上都能稳定运行，保证了应用在多平台下数据存储的一致性。
简单易用：SQLite 使用标准 SQL 语句进行数据操作，对于有数据库基础的开发者很容易上手，在 Flutter 中集成也相对简单。

环境搭建

添加依赖：在 pubspec.yaml 文件中添加 sqflite 依赖，这是 Flutter 与 SQLite 交互的核心库。

dependencies:
  sqflite: ^2.2.3

然后在项目根目录执行 flutter pub get 命令下载依赖。 2. 权限配置：在 Android 平台，需要在 AndroidManifest.xml 文件中添加读写外部存储权限（虽然 SQLite 主要在内部存储，但某些情况下可能涉及外部存储操作）。

<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

在 iOS 平台，需要在 Info.plist 文件中添加相应权限描述（通常不需要特殊权限，因为 SQLite 数据存储在应用沙盒内）。

<key>NSPhotoLibraryUsageDescription</key>
<string>Your access to photos is required for adding images to the app.</string>

数据库创建与打开

创建数据库

在 Flutter 中，使用 sqflite 库创建数据库非常直观。以下是一个简单示例：

import 'package:sqflite/sqflite.dart';
import 'package:path/path.dart';

Future<Database> createDatabase() async {
  final databasesPath = await getDatabasesPath();
  final path = join(databasesPath, 'my_database.db');

  return openDatabase(
    path,
    version: 1,
    onCreate: (Database db, int version) async {
      await db.execute('''
        CREATE TABLE users (
          id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
          name TEXT,
          age INTEGER
        )
      ''');
    },
  );
}

上述代码中：

getDatabasesPath() 获取应用数据库存储目录路径。
join() 方法拼接数据库文件路径，my_database.db 是自定义的数据库文件名。
openDatabase() 方法打开或创建数据库。如果数据库不存在，则会根据 onCreate 回调函数创建数据库表。这里创建了一个名为 users 的表，包含 id（自增主键）、name（文本类型）和 age（整型）字段。

打开已有数据库

如果数据库已经存在，只需使用 openDatabase() 方法打开即可，无需再次创建。

Future<Database> openExistingDatabase() async {
  final databasesPath = await getDatabasesPath();
  final path = join(databasesPath,'my_database.db');

  return openDatabase(path);
}

在实际应用中，通常会将数据库创建和打开逻辑封装在一个单例类中，以确保整个应用中数据库操作的一致性和唯一性。

class DatabaseHelper {
  static final DatabaseHelper _instance = DatabaseHelper._internal();
  factory DatabaseHelper() => _instance;
  Database? _database;

  DatabaseHelper._internal();

  Future<Database> get database async {
    if (_database != null) {
      return _database!;
    }
    _database = await createDatabase();
    return _database!;
  }

  Future<Database> createDatabase() async {
    final databasesPath = await getDatabasesPath();
    final path = join(databasesPath,'my_database.db');

    return openDatabase(
      path,
      version: 1,
      onCreate: (Database db, int version) async {
        await db.execute('''
          CREATE TABLE users (
            id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
            name TEXT,
            age INTEGER
          )
        ''');
      },
    );
  }
}

通过上述单例类 DatabaseHelper，在应用的任何地方都可以通过 DatabaseHelper().database 获取数据库实例，方便进行后续的数据操作。

数据插入操作

单条数据插入

向数据库表中插入单条数据是常见操作。以 users 表为例：

Future<void> insertUser(String name, int age) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.insert(
    'users',
    {
      'name': name,
      'age': age,
    },
    conflictAlgorithm: ConflictAlgorithm.replace,
  );
}

这里：

await DatabaseHelper().database 获取数据库实例。
db.insert() 方法执行插入操作。第一个参数是表名 users，第二个参数是一个 Map，包含要插入的列名和对应的值。
conflictAlgorithm 参数指定了冲突处理策略，ConflictAlgorithm.replace 表示如果插入的数据与已有数据冲突（如主键冲突），则替换已有数据。

多条数据插入

如果需要一次性插入多条数据，可以使用 db.transaction() 方法结合 bulkInsert() 来实现，这样可以提高插入效率，因为事务可以减少数据库的 I/O 操作次数。

Future<void> insertUsers(List<Map<String, dynamic>> users) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.transaction((txn) async {
    for (var user in users) {
      await txn.insert(
        'users',
        user,
        conflictAlgorithm: ConflictAlgorithm.replace,
      );
    }
  });
}

在上述代码中，users 是一个包含多个 Map 的列表，每个 Map 代表一条用户数据。通过 db.transaction() 创建一个事务，在事务内部循环插入每条数据。

数据查询操作

查询所有数据

查询数据库表中的所有数据是基本操作之一。

Future<List<Map<String, dynamic>>> queryAllUsers() async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  return await db.query('users');
}

db.query('users') 方法返回一个 Future<List<Map<String, dynamic>>>，其中每个 Map 代表表中的一行数据，键为列名，值为对应列的值。

条件查询

根据特定条件查询数据也是常见需求。例如，查询年龄大于某个值的用户：

Future<List<Map<String, dynamic>>> queryUsersByAge(int age) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  return await db.query(
    'users',
    where: 'age >?',
    whereArgs: [age],
  );
}

这里：

where 参数指定查询条件，? 是占位符。
whereArgs 参数提供占位符对应的值，这样可以防止 SQL 注入攻击。

排序查询

有时候需要对查询结果进行排序。例如，按年龄从大到小查询用户：

Future<List<Map<String, dynamic>>> queryUsersSortedByAge() async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  return await db.query(
    'users',
    orderBy: 'age DESC',
  );
}

orderBy 参数指定排序规则，'age DESC' 表示按 age 列降序排列。

分页查询

当数据量较大时，分页查询可以提高性能和用户体验。假设每页显示10条数据：

Future<List<Map<String, dynamic>>> queryUsersByPage(int page, int pageSize) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  final offset = (page - 1) * pageSize;
  return await db.query(
    'users',
    limit: pageSize,
    offset: offset,
  );
}

limit 参数指定每页显示的记录数，offset 参数指定从结果集的哪一行开始返回，通过 (page - 1) * pageSize 计算出偏移量。

数据更新操作

单条数据更新

更新数据库表中的单条数据可以使用 update() 方法。例如，更新某个用户的年龄：

Future<void> updateUserAge(int id, int newAge) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.update(
    'users',
    {'age': newAge},
    where: 'id =?',
    whereArgs: [id],
  );
}

这里：

update() 方法的第一个参数是表名 users。
第二个参数是一个 Map，包含要更新的列名和新值。
where 和 whereArgs 参数指定更新条件，确保只更新符合条件的记录。

批量数据更新

如果需要批量更新数据，可以在事务中执行多个 update() 操作。例如，将所有年龄小于某个值的用户年龄增加1：

Future<void> batchUpdateUsers(int thresholdAge) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.transaction((txn) async {
    await txn.update(
      'users',
      {'age': 'age + 1'},
      where: 'age <?',
      whereArgs: [thresholdAge],
      conflictAlgorithm: ConflictAlgorithm.replace,
    );
  });
}

在事务内部执行 update() 操作，通过 where 条件筛选出需要更新的记录。

数据删除操作

单条数据删除

删除数据库表中的单条数据使用 delete() 方法。例如，删除某个用户：

Future<void> deleteUser(int id) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.delete(
    'users',
    where: 'id =?',
    whereArgs: [id],
  );
}

delete() 方法的第一个参数是表名，where 和 whereArgs 参数指定删除条件。

批量数据删除

批量删除数据同样可以通过 delete() 方法结合条件实现。例如，删除所有年龄大于某个值的用户：

Future<void> deleteUsersByAge(int age) async {
  final db = await DatabaseHelper().database;
  await db.delete(
    'users',
    where: 'age >?',
    whereArgs: [age],
  );
}

根据 where 条件筛选出符合条件的记录并删除。

数据库版本管理

版本升级

随着应用的发展，数据库结构可能需要改变，这就涉及到数据库版本管理。例如，在原有 users 表基础上添加一个 email 字段：

Future<Database> createDatabase() async {
  final databasesPath = await getDatabasesPath();
  final path = join(databasesPath,'my_database.db');

  return openDatabase(
    path,
    version: 2,
    onCreate: (Database db, int version) async {
      await db.execute('''
        CREATE TABLE users (
          id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
          name TEXT,
          age INTEGER
        )
      ''');
    },
    onUpgrade: (Database db, int oldVersion, int newVersion) async {
      if (oldVersion == 1 && newVersion == 2) {
        await db.execute('''
          ALTER TABLE users ADD COLUMN email TEXT
        ''');
      }
    },
  );
}

这里：

version 参数设置为2，表示当前数据库版本。
onUpgrade 回调函数在数据库版本低于当前版本时触发。当 oldVersion 为1且 newVersion 为2时，执行 ALTER TABLE 语句添加 email 字段。

版本降级

虽然版本降级情况较少，但在某些特殊情况下可能需要。例如，当应用回滚到旧版本时，可能需要恢复数据库结构。

Future<Database> createDatabase() async {
  final databasesPath = await getDatabasesPath();
  final path = join(databasesPath,'my_database.db');

  return openDatabase(
    path,
    version: 2,
    onCreate: (Database db, int version) async {
      await db.execute('''
        CREATE TABLE users (
          id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
          name TEXT,
          age INTEGER,
          email TEXT
        )
      ''');
    },
    onDowngrade: (Database db, int oldVersion, int newVersion) async {
      if (oldVersion == 2 && newVersion == 1) {
        await db.execute('''
          ALTER TABLE users DROP COLUMN email
        ''');
      }
    },
  );
}

onDowngrade 回调函数在数据库版本高于当前版本时触发。当 oldVersion 为2且 newVersion 为1时，执行 ALTER TABLE 语句删除 email 字段。

性能优化与注意事项

性能优化

事务使用：如前文提到的批量插入、更新和删除操作，尽量使用事务来减少数据库 I/O 次数，提高操作效率。
索引优化：为经常查询的列创建索引可以显著提高查询性能。例如，对于 users 表，如果经常按 age 字段查询，可以创建索引。

Future<Database> createDatabase() async {
  final databasesPath = await getDatabasesPath();
  final path = join(databasesPath,'my_database.db');

  return openDatabase(
    path,
    version: 1,
    onCreate: (Database db, int version) async {
      await db.execute('''
        CREATE TABLE users (
          id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
          name TEXT,
          age INTEGER
        )
      ''');
      await db.execute('CREATE INDEX idx_age ON users (age)');
    },
  );
}

避免频繁打开和关闭数据库：将数据库操作封装在单例类中，保证整个应用中数据库实例的唯一性，避免频繁打开和关闭数据库连接带来的性能开销。

注意事项

SQL 注入防范：在使用 where 条件时，务必使用占位符和 whereArgs 参数，防止 SQL 注入攻击。
异常处理：在数据库操作过程中，可能会遇到各种异常，如数据库打开失败、SQL 语句执行错误等。需要合理地进行异常处理，以保证应用的稳定性。

Future<void> insertUser(String name, int age) async {
  try {
    final db = await DatabaseHelper().database;
    await db.insert(
      'users',
      {
        'name': name,
        'age': age,
      },
      conflictAlgorithm: ConflictAlgorithm.replace,
    );
  } catch (e) {
    // 处理异常，如记录日志、提示用户等
    print('插入用户数据时发生错误: $e');
  }
}

数据一致性：在进行复杂的数据操作时，如涉及多个表的关联操作，要注意保持数据的一致性，避免出现数据不一致的情况。

通过以上对 Flutter 中 SQLite 数据库存储的详细介绍，开发者可以在 Flutter 应用中实现高效、可靠的数据管理，为应用提供强大的本地数据存储能力，提升用户体验。无论是简单的个人应用还是复杂的企业级应用，SQLite 在 Flutter 中的应用都能满足不同层次的数据存储需求。