Android 内部的 Room 是如何工作的？

简介

Room 是 Google 推出的一个用于 SQLite 数据库操作的 ORM 框架，不同于传统 SQL 操作数据库的方式，Room 采用了在编译时生成 SQL 的方式来进行实体类与数据库表的映射，大大减少了开发者犯错的概率，增加了程序的稳定性。

Room 的组成

Room 主要由三个组件构成：Database、Entity 和 DAO。

Database

Database 是 Room 的最顶层容器，负责管理整个操作数据库的流程，包括建立数据库、创建数据表等操作。

@Database(entities = {User.class}, version = 1)
public abstract class AppDatabase extends RoomDatabase {
    public abstract UserDao userDao();
}

官方推荐将 Database 定义为一个抽象类，同时继承自 RoomDatabase，我们需要在 Database 的注解中提供数据库涉及到的所有 Entity 和版本号。当然，如果我们需要多个 Entity，只需要在 entities 数组中加入多个实体类即可。

Entity

Entity 是 Room 的核心，负责定义表与表的列，同时将表的列映射至实体类的属性上。

@Entity
public class User {
    @PrimaryKey(autoGenerate = true)
    public long id;

    @ColumnInfo(name = "name")
    public String name;

    @ColumnInfo(name = "age")
    public int age;
}

在 Entity 中我们需要指定表的名称，同时也需要指定一个主键。如果需要自动生成主键，我们需要给主键添加 autoGenerate = true 的注解，当然，如果偏偏要使用固定值作为主键，自行打草稿实现即可。

DAO

DAO 是数据访问对象(Data Access Object)的缩写。作为 Room 数据库相关操作的承载者，我们要在 DAO 中定义所有相关的 SQL 操作，比如查询、更新、删除等等。这所有的操作都是通过 Room 在编译期间生成的。

@Dao
public interface UserDao {
    @Insert(onConflict = OnConflictStrategy.REPLACE)
    void insert(User user);

    @Query("SELECT * FROM User")
    List<User> getAllUser();
}

在 DAO 中我们用注解来声明需要的 SQL 操作，其中关键字 Query 代表查询操作，Insert 代表插入操作等等。注解中的 SQL 语句同样也使用了类似占位符的方式，可以直接使用 Java 参数进行替换。

Room 工作流程

当我们使用 Room 进行数据操作时，大概的流程如下：

1. 程序发起 SQL 请求
2. Room 通过编译期间生成的代码将 SQL 请求编译为 SQLite 的底层查询语句
3. 程序通过 SQLite 对数据库进行操作并返回结果

Room 底层实现

Room 的底层查询语句和 Android 自带 SQLiteOpenHelper 开发方式有一些不同。在使用普通数据库开发方式的场景下，我们通常需要编写 SQL 语句，如下：

String sql = "CREATE TABLE IF NOT EXISTS " + TABLE_NAME + " ("
                + ID + " INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, "
                + NAME + " VARCHAR(20), "
                + AGE + " INTEGER)";
database.execSQL(sql);

而使用 Room 则会自动生成对应的 SQL 语句，如下：

CREATE TABLE IF NOT EXISTS User (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT NOT NULL, 
    name TEXT, 
    age INTEGER NOT NULL)

由此可见，使用 Room 进行数据库操作，开发人员无需关心 SQL 语句的编写，而是要关注简化后的 API 调用。在 Room 的实现过程中，主要使用了以下技术：

1. Annotation Processing: 用于在编译期间生成编译期代码，细节请自行搜索
2. SQLite with Android-specific modifications: Android Framework 对 SQLite 进行的轻微修改，以适应 Android 应用操作
3. SQLDelight: Square 公司开源的 SQL 安全库，简化了 SQL 编写流程

总结

在 Android 开发中，针对数据库操作使用 Room 作为 ORM 框架非常明智。Room 可以帮助我们抽象出所有的 SQL 操作，避免了开发者容易犯错的地方，同时简化了数据库操作的 API 调用。