Android Realm数据库使用

Realm数据库, 目前有Java, Objective‑C, React Native, Swift, Xamarin的几种实现, 是一套用来取代SQLite的解决方案.

本文面向Android开发, 所以只讨论Java实现.
目前Realm Java的最新版本是2.3.1.

官方文档在此: realm java doc, 花一个下午就可以基本过一遍, 之后随时查用.

我写了一个小程序TodoRealm, 使用Realm做数据库实现的一个To-do应用, 在实际使用的过程中也有一些发现.

本文是我自己看文档的时候的一些记录, 有一些实际使用时的发现也穿插在对应的章节了.

Setup

在项目的根build.gradle的文件中添加:

buildscript {
    repositories {
        jcenter()
    }
    dependencies {
        classpath "io.realm:realm-gradle-plugin:2.3.0"
    }
}

然后在app的build.gradle文件中添加:

apply plugin: 'realm-android'

Done.

Models

Model类只要继承RealmObject即可.

public class User extends RealmObject {

    private String          name;
    private int             age;

    @Ignore
    private int             sessionId;

    // Standard getters & setters generated by your IDE…
    public String getName() { return name; }
    public void   setName(String name) { this.name = name; }
    public int    getAge() { return age; }
    public void   setAge(int age) { this.age = age; }
    public int    getSessionId() { return sessionId; }
    public void   setSessionId(int sessionId) { this.sessionId = sessionId; }
}

字段类型

Model类中可以包含的字段类型包括基本数据类型(及它们的装箱类型)和Date类, 另外也可以包含RealmObject的子类或者是RealmList<? extends RealmObject>.

字段性质

在字段上加注解可以定义字段的性质:

@Required表明字段非null.
原生类型和RealmList类型默认是非null的.
RealmObject字段永远是可以为null的.

@Ignore表示字段不会被存储.

@Index加索引.

@PrimaryKey加主键, 主键只能有一个, 主键默认加索引.

但是注意主键默认没有加@Required, 如果主键要求非null, 需要显式添加@Required.

主键使用

有主键才能使用copyToRealmOrUpdate()这个方法.
主键类型必须是String或者整型(byte, short, int, long)或者它们的装箱类型(Byte, Short, Integer, Long).

有主键的对象创建的时候不能使用createObject(Class<E> clazz)方法, 而应该使用createObject(Class<E> clazz, Object primaryKeyValue)附上主键.

或者用
copyToRealm(obj)或copyToRealmOrUpdate(obj), 前者遇到主键冲突时会崩溃, 后者遇到主键冲突会更新已有对象.

自动更新的对象

Realm中的数据对象是自动更新(Auto-Updating)的, 对象一旦被查询出来, 后续发生的任何数据改变也会立即反映在结果中, 不需要刷新对象.

这是一个非常有用的特性, 结合数据变化的通知可以很方便地刷新UI.

关系

Realm model对象间可以很方便地建立关系.
你可以在Model中存储另一个对象的引用, 建立多对一的关系; 也可以存储一组对象RealmList<T>, 建立一对多或多对多的关系.

RealmList<T>的getter永远也不会返回null, 它只会返回一个为空的list.
把这个字段设置为null可以清空这个list.

初始化

Realm在使用之前需要调用初始化:

Realm.init(context);

建议把它放在Application的onCreate()里.

配置

配置类: RealmConfiguration定义了Realm的创建配置.
最基本的配置:

RealmConfiguration config = new RealmConfiguration.Builder().build();

它会创建一个叫default.realm的文件, 放在Context.getFilesDir()的目录下.

如果我们想自定义一个配置, 可以这样写:

// The RealmConfiguration is created using the builder pattern.
// The Realm file will be located in Context.getFilesDir() with name "myrealm.realm"
RealmConfiguration config = new RealmConfiguration.Builder()
  .name("myrealm.realm")
  .encryptionKey(getKey())
  .schemaVersion(42)
  .modules(new MySchemaModule())
  .migration(new MyMigration())
  .build();
// Use the config
Realm realm = Realm.getInstance(config);

所以我们是可以有多个配置, 访问多个Realm实例的.

我们可以把配置设置为默认配置:

Realm.init(this);
RealmConfiguration config = new RealmConfiguration.Builder().build();
Realm.setDefaultConfiguration(config);

之后用Realm.getDefaultInstance()取到的就是这个默认配置对应的实例.

数据库迁移

迁移的策略是通过config指定的:

RealmConfiguration config = new RealmConfiguration.Builder()
    .schemaVersion(2) // Must be bumped when the schema changes
    .migration(new MyMigration()) // Migration to run instead of throwing an exception
    .build()

其中MyMigration实现了RealmMigration接口, 在migrate()方法中根据新旧版本号进行一步一步地升级.

具体例子见Migration.

开发的时候为了方便我用的是.deleteRealmIfMigrationNeeded(), 这样在需要数据库迁移的时候直接就删了数据重新开始了.

关于Realm的close()

一个打开的Realm实例会持有一些资源, 有一些是Java不能自动管理的, 所以就需要打开实例的代码负责在不需要的时候将其关闭.

Realm的instance是引用计数的(reference counted cache), 在同一个线程中获取后续实例是免费的, 但是底层的资源只有当所有实例被释放了之后才能释放. 也即你调用了多少次getInstance(), 就需要调用相应次数的close()方法.

比较建议的方法是在Activity或Fragment的生命周期中处理Realm实例的开启和释放:

• 在Activity的onCreate()中getInstance(), onDestroy()中close().
• 在Fragment的onCreateView()中getInstance(), onDestroyView()中close().

如果多个Fragment相关的都是同一个数据库实例, 那么在Activity中处理更好一些.

写

写操作一般的流程是这样:

// Obtain a Realm instance
Realm realm = Realm.getDefaultInstance();

realm.beginTransaction();

//... add or update objects here ...

realm.commitTransaction();

这里创建对象可以用createObject()方法或者copyToRealm()方法.
前者是先创建再set值, 后者是先new对象再更新数据库.

如果不想自己处理beginTransaction(), cancelTransaction()和commitTransaction(), 可以直接调用realm.executeTransaction()方法:

realm.executeTransaction(new Realm.Transaction() {
    @Override
    public void execute(Realm realm) {
        User user = realm.createObject(User.class);
        user.setName("John");
        user.setEmail("john@corporation.com");
    }
});

异步

因为transactions之间是互相阻塞的.
异步执行可以用这个方法:

realm.executeTransactionAsync(new Realm.Transaction() {
            @Override
            public void execute(Realm bgRealm) {
                User user = bgRealm.createObject(User.class);
                user.setName("John");
                user.setEmail("john@corporation.com");
            }
        }, new Realm.Transaction.OnSuccess() {
            @Override
            public void onSuccess() {
                // Transaction was a success.
            }
        }, new Realm.Transaction.OnError() {
            @Override
            public void onError(Throwable error) {
                // Transaction failed and was automatically canceled.
            }
        });

这两个回调是Optional的, 它们只能在有Looper的线程调用.

注意: 这个方法的返回值对象可以用于在Activity/Fragment生命周期结束的时候取消未完的操作.

删除和更新

所有的写操作都要放在transaction中进行, 如上, 不同的操作只是其中具体方法不同.

删除操作:

final RealmResults<User> users = getUsers();
// method 1:
users.get(0).deleteFromRealm();
// method 2:
users.deleteFromRealm(0);

// delete all
users.deleteAllFromRealm();

更新操作:

realm.copyToRealmOrUpdate(obj);

注意: 这个方法需要Model有主键, 会更新obj的主键对应的对象, 如果不存在则新建对象.

查询

查询可以流式地写:

// Or alternatively do the same all at once (the "Fluent interface"):
RealmResults<User> result2 = realm.where(User.class)
                                  .equalTo("name", "John")
                                  .or()
                                  .equalTo("name", "Peter")
                                  .findAll();

查询条件默认是and的关系, or则需要显式指定.

这个RealmResults是继承Java的AbstractList的, 是有序的集合, 可以通过索引访问.
RealmResults永远不会为null, 当查不到结果时, 它的size()返回0.

查询的线程

基本上所有的查询都是很快进行的, 足够在UI线程上同步进行.
所以绝大多数情况在UI线程上使用findAll()是没有问题的.

如果你要进行非常复杂的查询, 或者你的查询是在非常大的数据集上进行的, 你可以选择异步查询, 使用findAllAsync().

查询条件是一个集合 -> in()

如果想要查询的某一个字段的值是在一个集合中, 比如我有一个id的集合, 我现在想把id在这个集合中的项目全都查出来, 这就可以使用in操作符:

RealmResults<TodoList> toDeleteLists = realm.where(TodoList.class).in("id", ids).findAll();

链式查询

查询的时候可以利用link或关系来查询, 比如一个Person类中含有一个RealmList<Dog> dogs的字段.
查询的时候可以这样:

RealmResults<Person> persons = realm.where(Person.class)
                                .equalTo("dogs.color", "Brown")
                                .findAll();

利用字段名dogs.来查询一个dog的属性, 再查出拥有这种特定属性dog的人.

但是反向地, 我们能不能查询主人是满足特定属性的人的所有dogs呢? 目前(2017.2.17)这种查询仍是不支持的. 这里有讨论: realm-java-issue-607.

所以两种解决办法: 一是做两次查询; 二是在Dog类的model里加入对Person的引用.

Notifications

可以添加一个listener, 在数据改变的时候收到更新.

public class MyActivity extends Activity {
    private Realm realm;
    private RealmChangeListener realmListener;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      realm = Realm.getDefaultInstance();
      realmListener = new RealmChangeListener() {
        @Override
        public void onChange(Realm realm) {
            // ... do something with the updates (UI, etc.) ...
        }};
      realm.addChangeListener(realmListener);
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        // Remove the listener.
        realm.removeChangeListener(realmListener);
        // Close the Realm instance.
        realm.close();
    }
}

注意listener需要在不用的时候删除掉.

可以用这样删除所有的listeners:

realm.removeAllChangeListeners();

Listener不一定要和Realm绑定, 也可以和具体的RealmObject或者RealmResults绑定.
当Listener被调用的时候, 它绑定的对象是自动更新的, 不需要手动刷新.

查看数据库的工具

用Stetho不能直接查看Realm的数据库, 看不到.
需要用这个工具配置一下: stetho-realm.
之后就可以在浏览器中查看Realm的数据库了.

(但是感觉这个工具不是很好用, 有时候不显示数据, 有时候显示的是旧数据.)

也可以用官方提供的Realm Browser来查看, 但是只有Mac版.
如何查看看这里: StackOverflow answer.

实际使用的感想和遇到的问题

优点

• 建立Model之间的关系很方便也很直接, 查询的时候自动关联了其中的关系.
• 自动更新(Auto-Updating)的特性很有用, 不用再关心数据的刷新, 只用关心UI的刷新.

比如一旦给Adapter绑定了数据, 之后的数据更新只需要在onChange()里面通知Adapter调用notifyDataSetChanged()即可.

当然我并没有用RealmBaseAdapter和RealmRecyclerViewAdapter, 估计这两个更好用, 官方有例子, 这里不再赘述.

缺点

这里有的也不能说是缺点, 只是使用起来觉得不方便的地方.

• 限制了创建对象和操作对象必须在同一个线程.
  违反了这条会报错: java.lang.IllegalStateException: Realm access from incorrect thread. Realm objects can only be accessed on the thread they were created.比如我们在UI线程查询出来的对象, 想要异步地删除或者更新, 我们必须在新的线程重新查询.
• 没有主键自增的功能, 见Issue #469, 需要自己控制主键自增.
• 从List中删除了一项之后, 最后的一项会移动过来补到被删除的那一项原来的位置. 这是因为人家就是这么设计的stackoverflow. 默认情况下是没有排序的, 数据按照添加的顺序返回, 但是这并不是一种保证, 所以当删除了中间的元素, 后面的会补上这个位置, 以保证底层的数据是放在一起的. 解决办法就是指定一个排序规则.
• 查询出来的对象不可以临时改变其数据, 否则会报错: java.lang.IllegalStateException: Changing Realm data can only be done from inside a transaction.
• 不支持反向link的查询. (见前面链式查询部分的介绍).
• 不支持级联删除. 即从数据库中删除一个对象的时候, 不会删除其中RealmObject子类或RealmList类型的字段在数据库中对应的数据. Issue #1104, Issue #2717. 这点也可以理解, 因为model之间的关系可能是多对多的. 所以需要实现级联删除的地方需要手动处理.
• 测试不方便: RealmResults对象即不能被mock也不能被new; 所有的Model对象也不能被mock. 因为Mockito can only mock non-private & non-final classes.
• 
  

我的练习Demo:

• TodoRealm