Android面试一天一题(Day 18:SQLite数据库)

鹭岛厦门是个很美丽的海滨城市,给我的感觉很舒适和悠闲,据说政府对到那工作的高新技术人才第一年有10万元的奖励,因为这个原因我很有兴趣的参加了一个厦门公司的面试。他们主要是研发VOIP方面的技术,对手机应用的性能优化和音频算法有较高的要求。

他们招人的薪资半年内涨了30万元,都一直都没有招到合适的人。为什么呢?因为他们要求技术好的同时,英语也要好。什么才叫好呢?就是可以用流利的英语和国外的团队无障碍交流。

这就为难很多程序员了。这里就不再讲英语的励志故事了,我们回到技术面试上。厦门这家公司对技术的要求还是比较高,问了很多对Android机制的理解问题,为什么面试官很在意对机制的理解呢?因为实际的项目中很多性能问题都是由于缺乏对Android运行机制的正确理解的程序员引发的。除了机制问题,现在印象比较深的就是关于SQLite数据库操作的性能优化问题。

面试题:如何对SQLite数据库中进行大量的数据插入?

Android系统内置了SQLite数据库,并且提供了一整套的API用于对数据库进行增删改查操作。SQLite是一个轻量的、跨平台的、开源的数据库引擎。SQLite每个数据库都是以单个文件(.db)的形式存在,这些数据都是以B-Tree的数据结构形式存储在磁盘上。

使用SQLiteDatabase的insert,delete等方法或者execSQL方法默认都开启了事务,如果操作的顺利完成才会更新.db数据库。事务的实现是依赖于名为rollback journal文件,借助这个临时文件来完成原子操作和回滚功能。

大家可以在/data/data/<packageName>/databases/目录下看到一个和数据库同名的.db-journal文件。

SQLite想要执行操作,需要将程序中的SQL语句编译成对应的SQLiteStatement,比如" select * from table1 ",每执行一次都需要将这个String类型的SQL语句转换成SQLiteStatement。如下insert的操作最终都是将ContentValues转成SQLiteStatementi:

    public long insertWithOnConflict(String table, String nullColumnHack,
            ContentValues initialValues, int conflictAlgorithm) {
            // 省略部份代码
            SQLiteStatement statement = new SQLiteStatement(this, sql.toString(), bindArgs);
            try {
                return statement.executeInsert();
            } finally {
                statement.close();
            }
        } finally {
            releaseReference();
        }
    }

对于批量处理插入或者更新的操作,我们可以重用SQLiteStatement,使用SQLiteDatabase的beginTransaction()方法开启一个事务,样例如下:

    try
    {
        sqLiteDatabase.beginTransaction();
        SQLiteStatement stat = sqLiteDatabase.compileStatement(insertSQL);

        // 插入10000次
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
        {
            stat.bindLong(1, 123456);
            stat.bindString(2, "test");
            stat.executeInsert();
        }
        sqLiteDatabase.setTransactionSuccessful();
    }
    catch (SQLException e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
    finally
    {
        // 结束
        sqLiteDatabase.endTransaction();
        sqLiteDatabase.close();
    }

我在华为Nexus 6P上对常见的几种做法做了一下测试。

直接使用SQL语句进行插入
直接使用SQL语句插入,添加事务
使用ContentValues方式,添加事务
使用SQLiteStatement方式,添加事务

结果如下图:


从数据上看,第四种方式使用SQLiteStatement最快,不过只要添加了事务(或者说只需要一个事务,不是每条插入都使用事务),后三种方式的差别并不大。所以针过这个题目的插入的优化可以通过“SQLiteStatement+事务”的方式显著提高效率。

查询方面的优化一般可以通过建立索引。建立索引会对插入和更新的操作性能产生影响,使用索引需要考虑实际情况进行利弊权衡,对于查询操作量级较大,业务对要求查询要求较高的,还是推荐使用索引。所以这会有一个取舍问题,看你的项目是查询频繁还是插入和修改频繁。当然还有一些小的优化细节,如果面试官问到也可以说几点(如limit)。

线程问题

SQLite的同步锁精确到数据库级,粒度比较大,不像别的数据库有表锁,行锁。同一个时间只允许一个连接进行写入操作。

如果有大量的数据处理,那么肯定不合适于在UI线程去操作,这时就要考虑多线程的问题了。我们如果开一个工作线程去操作SQLite数据库,如批量地插入可能需要30秒钟,而这个时间UI线程也要从数据库读取一下数据展示给用户,那么这个时候UI线程能读取到这个数据库吗?大家可以思考一下这个问题。

我们常常在多线程中只使用一个SQLiteDatabase引用,在用SQLiteDataBase.close()的时需要注意调是否还有别的线程在使用这个实例。如果一个线程操作完成后就直接close了,别一个正在使用这个数据库的线程就会异常。所以有些人会直接把SQLiteDatabase的实例放在Application中,让它们的生命周期一致。也有的做法是写一个计数器,当计数器为0时才真正关闭数据库。

使用ORM的问题

目前网上有很多开源的ORM(对象关系数据映射)框架,如greenDAO、ormlite等等。在使用这些框架有必要很了解一下它们的利弊,特别是一些使用反射的框架,对性能的影响会比较大。有些框架在多线程同步方面也会产生一些问题,所以使用时要有所顾虑。

Realm 是最近兴起的一个专注于移动设备数据库的库,其核心是使用C++编写,号称很多时候数据的存取速度比SQLite要快很多。不过在我的一些项目中,发现它读取并不比SQLite快。

小结

在实践中我们总结出一条守则:“不要用Helloworld来测试自己的框架(或代码),要测就要用真实的数据和环境。”

特别是针对数据库方面,如果只用几条简单的数据进行测式,那么你会很容易傲娇和满足,而忽视了很多问题。没有经过真实数据(或大量数据)测试之前,不要对自己的代码太过自信。

Even 原创
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