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介绍

从Android Asset Resource改进SQLite文件处理性能

背景

1. Android SQLiteDatabase
2. Android资产处理
3. SQLite VFS
4. SQLite URI

使用代码

一般来说，如果我们想从Android资产文件中读取SQLite数据库，我们必须将资产文件复制到本地文件夹，然后从本地文件中读取数据库。

这种方法有一些缺点：

1. 如果数据库文件大小有点大，则会浪费磁盘使用量
2. 浪费CPU
3. 安全易受攻击的
   用户可以在root设备之后替换本地数据库文件

为了克服这些缺点，我们将推出支持Android资源资源的新SQLite VFS。

Android包装SQLite代码并导出一些java接口（android.database.sqlite.SQLiteDatabase），但遗漏了原始SQLite实现的一些高级功能

1. 自定义功能
2. 加密
3. URI文件语法
4. VFS

幸运的是，SQLite开发人员已经提供了类似的Java包装器：SQLite Android Bindings，它可以提供这些功能

类名和成员名大多相同，因此您可以导入aar并更改您的java源导入

import android.database.sqlite.SQLiteDatabase;

至

import org.sqlite.database.sqlite.SQLiteDatabase;

使用步骤

1. 禁用
    build.gradle 中android资产中的SQLiteDatabase文件的压缩：
   隐藏   复制代码

   aaptOptions {
       noCompress 'db'
   }

2. 实现SQLite VFS并注册它
   隐藏   复制代码

   sqlite3_vfs_register(&AndroidAsset::vfs, false);
   sqlite3_vfs_register(&AssetFDMap::vfs, false);
   sqlite3_vfs_register(&AssetFD::vfs, false);

3. 使用custome URI打开asset文件夹中的数据库文件 

我为不同的scenerio实现了三个VFS 

第一个VFS：android_asset

Java（使用自定义SQLite URI打开SQLiteDatabase）：

try (SQLiteDatabase db = SQLiteDatabase.openDatabase("file:asset_db.db?vfs=android_asset&immutable=1&mode=ro", null, SQLiteDatabase.OPEN_READONLY)) {
   ................................
}

本机：

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static int xRead(sqlite3_file *file, void *buf, int iAmt, sqlite3_int64 iOfst) {
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    int expectReadLen = (iAmt + iOfst > f->length) ? (f->length - iOfst) : iAmt;
    int readLen = pread64(f->fd, buf, expectReadLen, iOfst + f->offset);
    if (readLen < 0) {
        return SQLITE_IOERR_READ;
    } else if (readLen == expectReadLen) {
        return SQLITE_OK;
    } else {
        memset((__uint8_t *) buf + readLen, 0, iAmt - readLen);
        return SQLITE_IOERR_SHORT_READ;
    }
}

static int vfsOpen(sqlite3_vfs *vfs, const char *path, sqlite3_file *file, int flags,
                   int *outflags) {

    ALOGD("%s:: path=%s flags=%x", __FUNCTION__, path, flags);
    if (g_AAssetManager == NULL) {
        return SQLITE_ERROR;
    }
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    f->pMethods = &vfs_io_methods;
    AAsset *asset = AAssetManager_open(g_AAssetManager, path, AASSET_MODE_RANDOM);
    if (asset == NULL) {    //if the asset file don't exist
        return SQLITE_NOTFOUND;
    }
    f->fd = AAsset_openFileDescriptor64(asset, &f->offset, &f->length);
    AAsset_close(asset);
    if (f->fd < 0) {  //if the asset file is compressed
        return SQLITE_NOTFOUND;
    }
    *outflags = flags;
    return SQLITE_OK;
}

第二个VFS：asset_fd_map

Java（使用自定义SQLite URI打开SQLiteDatabase）：

try (AssetFileDescriptor afd = getAssets().openFd("asset_db.db")) {
    try (SQLiteDatabase db = SQLiteDatabase.openDatabase(String.format("file:%X_%X_%X?vfs=asset_fd_map&immutable=1&mode=ro", afd.getParcelFileDescriptor().getFd(), afd.getStartOffset(), afd.getLength()), null, SQLiteDatabase.OPEN_READONLY)) {
     .................................
  }
}

本机：

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static int xRead(sqlite3_file *file, void *buf, int iAmt, sqlite3_int64 iOfst) {
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    int expectReadLen = (iAmt + iOfst > f->length) ? (f->length - iOfst) : iAmt;
    memcpy(buf, (__uint8_t *) f->address + iOfst + f->offset, expectReadLen);
    int readLen = expectReadLen;
    return SQLITE_OK;
}

static int vfsOpen(sqlite3_vfs *vfs, const char *path, sqlite3_file *file, int flags,
                   int *outflags) {

    ALOGD("%s:: path=%s flags=%x", __FUNCTION__, path, flags);
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    f->pMethods = &vfs_io_methods;
    if (3 > sscanf(path, "%x_%llx_%llx", &f->fd, &f->offsetFileStart, &f->length)) {
        return SQLITE_ERROR;
    }
    //because mmap() require the offset must be on the page boundary
    __int64_t offsetToPage = (f->offsetFileStart / 4096) * 4096;
    f->offsetMapStart = f->offsetFileStart - offsetToPage;
    f->mapLength = f->length + f->offsetMapStart;

    f->address = mmap64(NULL, f->mapLength, PROT_READ, MAP_PRIVATE, f->fd, offsetToPage);
    if (f->address == MAP_FAILED) {
        return SQLITE_ERROR;
    }
    *outflags = flags;
    return SQLITE_OK;
}

第三个VFS：asset_fd

Java（使用自定义SQLite URI打开SQLiteDatabase）：

try (AssetFileDescriptor afd = getAssets().openFd("asset_db.db")) {
    try (SQLiteDatabase db = SQLiteDatabase.openDatabase(String.format("file:%X_%X_%X?vfs=asset_fd&immutable=1&mode=ro", afd.getParcelFileDescriptor().getFd(), afd.getStartOffset(), afd.getLength()), null, SQLiteDatabase.OPEN_READONLY)) {
     .................................
  }
}

本机：

static int xRead(sqlite3_file *file, void *buf, int iAmt, sqlite3_int64 iOfst) {
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    int expectReadLen = (iAmt + iOfst > f->length) ? (f->length - iOfst) : iAmt;
    int readLen = pread64(f->fd, buf, expectReadLen, iOfst + f->offset);
    if (readLen < 0) {
        return SQLITE_IOERR_READ;
    } else if (readLen == expectReadLen) {
        return SQLITE_OK;
    } else {
        memset((__uint8_t *) buf + readLen, 0, iAmt - readLen);
        return SQLITE_IOERR_SHORT_READ;
    }
}

static int vfsOpen(sqlite3_vfs *vfs, const char *path, sqlite3_file *file, int flags,
                   int *outflags) {

    ALOGD("%s:: path=%s flags=%x", __FUNCTION__, path, flags);
    vfs_file *f = (vfs_file *) file;
    f->pMethods = &vfs_io_methods;
    if (3 > sscanf(path, "%x_%llx_%llx", &f->fd, &f->offset, &f->length)) {
        return SQLITE_ERROR;
    }
    *outflags = flags;
    return SQLITE_OK;
}

在演示项目中，我比较了不同的方法。

经过时间差异似乎不是太大，可能是因为性能瓶颈是SQLite内部数据处理，而不是文件处理