本章介绍Android五种主要存储方式的用法，包括共享参数SharedPreferences、数据库SQLite、SD卡文件、App的全局内存，另外介绍重要组件之一的应用Application的基本概念与常见用法，以及四大组件之一的内容提供器ContentProvider的基本概念与常见用法。

共享参数SharedPreferences

本节介绍Android的键值对存储方式——共享参数SharedPreferences的使用方法，包括如何保存数据与读取数据，通过共享参数结合“登录App”项目实现记住密码功能。

共享参数的基本用法

SharedPreferences是Android的一个轻量级存储工具，采用的存储结构是Key-Value的键值对方式，类似于Java的Properties类，二者都是把Key-Value的键值对保存在配置文件中。不同的是Properties的文件内容是Key=Value这样的形式，而SharedPreferences的存储介质是符合XML规范的配置文件。保存SharedPreferences键值对信息的文件路径是/data/data/应用包名/shared_prefs/文件名.xml。下面是一个共享参数的XML文件示例：

基于XML格式的特点，SharedPreferences主要适用于如下场合：
（1）简单且孤立的数据。若是复杂且相互间有关的数据，则要保存在数据库中。
（2）文本形式的数据。若是二进制数据，则要保存在文件中。
（3）需要持久化存储的数据。在App退出后再次启动时，之前保存的数据仍然有效。
实际开发中，共享参数经常存储的数据有App的个性化配置信息、用户使用App的行为信息、临时需要保存的片段信息等。
SharedPreferences对数据的存储和读取操作类似于Map，也有put函数用于存储数据、get函数用于读取数据。在使用共享参数之前，要先调用getSharedPreferences函数声明文件名与操作模式，示例代码如下：

 // 从share.xml中获取共享参数对象SharedPreferences shared = getSharedPreferences("share", MODE_PRIVATE);

getSharedPreferences方法的第一个参数是文件名，上面的share表示当前使用的共享参数文件名是share.xml；第二个参数是操作模式，一般都填MODE_PRIVATE，表示私有模式。
共享参数存储数据要借助于Editor类，示例代码如下：

 SharedPreferences.Editor editor = shared.edit();  // 获得编辑器的对象editor.putString("name", "Mr Lee");  // 添加一个名叫name的字符串参数editor.putInt("age", 30);  // 添加一个名叫age的整型参数editor.putBoolean("married", true);  // 添加一个名叫married的布尔型参数editor.putFloat("weight", 100f);  // 添加一个名叫weight的浮点数参数editor.commit();  // 提交编辑器中的修改

共享参数读取数据相对简单，直接使用对象即可完成数据读取方法的调用，注意get方法的第二个参数表示默认值，示例代码如下：

 String name = shared.getString("name", "");  // 从共享参数中获得名叫name的字符串int age = shared.getInt("age", 0);  // 从共享参数中获得名叫age的整型数boolean married = shared.getBoolean("married", false);  // 从共享参数中获得名叫married的布尔数float weight = shared.getFloat("weight", 0);  // 从共享参数中获得名叫weight的浮点数

数据库SQLite

本节介绍Android的数据库存储方式—— SQLite的使用方法，包括如何建表和删表、变更表结构以及对表数据进行增加、删除、修改、查询等操作，然后通过SQLite结合“登录App”项目改进记住密码功能。
SQLite是一个小巧的嵌入式数据库，使用方便、开发简单，手机上最早由iOS运用，后来Android也采用了SQLite。SQLite的多数SQL语法与Oracle一样，下面只列出不同的地方：
（1）建表时为避免重复操作，应加上IF NOT EXISTS关键词，例如CREATE TABLE IF NOT EXISTS table_name。
（2）删表时为避免重复操作，应加上IF EXISTS关键词，例如DROP TABLE IF EXISTS table_name。
（3）添加新列时使用ALTER TABLE table_name ADD COLUMN …，注意比Oracle多了一个COLUMN关键字。
（4）在SQLite中，ALTER语句每次只能添加一列，如果要添加多列，就只能分多次添加。
（5）SQLite支持整型INTEGER、字符串VARCHAR、浮点数FLOAT，但不支持布尔类型。布尔类型数要使用整型保存，如果直接保存布尔数据，在入库时SQLite就会自动将其转为0或1，0表示false，1表示true。
（6）SQLite建表时需要一个唯一标识字段，字段名为_id。每建一张新表都要例行公事加上该字段定义，具体属性定义为_id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT NOT NULL。
（7）条件语句等号后面的字符串值要用单引号括起来，如果没用使用单引号括起来，在运行时就会报错。

SQLiteDatabase是SQLite的数据库管理类，开发者可以在活动页面代码或任何能取到Context的地方获取数据库实例，参考代码如下：

 // 创建名叫test.db的数据库。数据库如果不存在就创建它，如果存在就打开它SQLiteDatabase db = openOrCreateDatabase(getFilesDir() + "/test.db", Context.MODE_PRIVATE, null);// 删除名叫test.db数据库// deleteDatabase(getFilesDir() + "/test.db");

SQLiteDatabase提供了若干操作数据表的API，常用的方法有3类，列举如下：
1. 管理类，用于数据库层面的操作。

• openDatabase：打开指定路径的数据库。
• isOpen：判断数据库是否已打开。
• close：关闭数据库。
• getVersion：获取数据库的版本号。
• setVersion：设置数据库的版本号。

2. 事务类，用于事务层面的操作。

• beginTransaction：开始事务。
• setTransactionSuccessful：设置事务的成功标志。
• endTransaction：结束事务。执行本方法时，系统会判断是否已执行setTransactionSuccessful，如果之前已设置就提交，如果没有设置就回滚。

3. 数据处理类，用于数据表层面的操作。

• execSQL：执行拼接好的SQL控制语句。一般用于建表、删表、变更表结构。
• delete：删除符合条件的记录。
• update：更新符合条件的记录。
• insert：插入一条记录。
• query：执行查询操作，返回结果集的游标。
• rawQuery：执行拼接好的SQL查询语句，返回结果集的游标。

数据库帮助器SQLiteOpenHelper

SQLiteDatabase存在局限性，例如必须小心、不能重复地打开数据库，处理数据库的升级很不方便。Android提供了一个辅助工具—— SQLiteOpenHelper，用于指导开发者进行SQLite的合理使用。
SQLiteOpenHelper的具体使用步骤如下：
步骤01　新建一个继承自SQLiteOpenHelper的数据库操作类，提示重写onCreate和onUpgrade两个方法。其中，onCreate方法只在第一次打开数据库时执行，在此可进行表结构创建的操作；onUpgrade方法在数据库版本升高时执行，因此可以在onUpgrade函数内部根据新旧版本号进行表结构变更处理。
步骤02　封装保证数据库安全的必要方法，包括获取单例对象、打开数据库连接、关闭数据库连接。

• 获取单例对象：确保App运行时数据库只被打开一次，避免重复打开引起错误。
• 打开数据库连接：SQLite有锁机制，即读锁和写锁的处理；故而数据库连接也分两种，读连接可调用SQLiteOpenHelper的getReadableDatabase方法获得，写连接可调用getWritableDatabase获得。
• 关闭数据库连接：数据库操作完毕后，应当调用SQLiteDatabase对象的close方法关闭连接。

步骤03　提供对表记录进行增加、删除、修改、查询的操作方法。
可被SQLite直接使用的数据结构是ContentValues类，类似于映射Map，提供put和get方法用来存取键值对。区别之处在于ContentValues的键只能是字符串，查看ContentValues的源码会发现其内部保存键值对的数据结构就是HashMap“private HashMap<String, Object>mValues;”。ContentValues主要用于记录增加和更新操作，即SQLiteDatabase的insert和update方法。

对于查询操作来说，使用的是另一个游标类Cursor。调用SQLiteDatabase的query和rawQuery方法时，返回的都是Cursor对象，因此获取查询结果要根据游标的指示一条一条遍历结果集合。Cursor的常用方法可分为3类，说明如下：
1. 游标控制类方法，用于指定游标的状态。

• close：关闭游标。
• isClosed：判断游标是否关闭。
• isFirst：判断游标是否在开头。
• isLast：判断游标是否在末尾。

2. 游标移动类方法，把游标移动到指定位置。

• moveToFirst：移动游标到开头。
• moveToLast：移动游标到末尾。
• moveToNext：移动游标到下一条记录。
• moveToPrevious：移动游标到上一条记录。
• move：往后移动游标若干条记录。
• moveToPosition：移动游标到指定位置的记录。

3. 获取记录类方法，可获取记录的数量、类型以及取值。

• getCount：获取结果记录的数量。
• getInt：获取指定字段的整型值。
• getFloat：获取指定字段的浮点数值。
• getString：获取指定字段的字符串值。
• getType：获取指定字段的字段类型。

SD卡文件操作

本节介绍Android的文件存储方式—— SD卡的用法，包括如何获取SD卡目录信息、公有存储空间与私有存储空间的区别、在SD卡上读写文本文件、在SD卡读写图片文件等功能。

SD卡的基本操作

手机的存储空间一般分为两块，一块用于内部存储，另一块用于外部存储（SD卡）。早期的SD卡是可插拔式的存储芯片，不过自己买的SD卡质量参差不齐，经常会影响App的正常运行，所以后来越来越多的手机把SD卡固化到手机内部，虽然拔不出来，但是Android仍然称之为外部存储。
获取手机上的SD卡信息通过Environment类实现，该类是App获取各种目录信息的工具，主要方法有以下7种。

• getRootDirectory：获得系统根目录的路径。

• getDataDirectory：获得系统数据目录的路径。

• getDownloadCacheDirectory：获得下载缓存目录的路径。

• getExternalStorageDirectory：获得外部存储（SD卡）的路径。

• getExternalStorageState：获得SD卡的状态。
  SD卡状态的具体取值说明见表4-1。
  

• getStorageState：获得指定目录的状态。

• getExternalStoragePublicDirectory：获得SD卡指定类型目录的路径。
  目录类型的具体取值说明见表4-2。
  

为正常操作SD卡，需要在AndroidManifest.xml中声明SD卡的权限，具体代码如下：

公有存储空间与私有存储空间

本来在AndroidManifest.xml里面配置了存储空间的权限，代码就能正常读写SD卡的文件。可是Android从7.0开始加强了SD卡的权限管理，即使App声明了完整的SD卡操作权限，系统仍然默认禁止该App访问外部存储。
不过系统默认关闭存储其实只是关闭外部存储的公共空间，外部存储的私有空间依然可以正常读写。这是缘于Android把外部存储分成了两块区域，一块是所有应用均可访问的公共空间，另一块是只有应用自己才可访问的专享空间。之前讲过，内部存储保存着每个应用的安装目录，但是安装目录的空间是很紧张的，所以Android在SD卡的“Android/data”目录下给每个应用又单独建了一个文件目录，用于给应用保存自己需要处理的临时文件。这个给每个应用单独建立的文件目录，只有当前应用才能够读写文件，其他应用是不允许进行读写的，故而“Android/data”目录算是外部存储上的私有空间。这个私有空间本身已经做了访问权限控制，因此它不受系统禁止访问的影响，应用操作自己的文件目录就不成问题了。当然，因为私有的文件目录只有属主应用才能访问，所以一旦属主应用被用户卸载，那么对应的文件目录也会一起被清理掉。
既然外部存储分成了公共空间和私有空间两部分，这两部分空间的路径获取也就有所不同。获取公共空间的存储路径，调用的是Environment.getExternalStoragePublicDirectory方法；获取应用私有空间的存储路径，调用的是getExternalFilesDir方法。下面是分别获取两个空间路径的代码例子：

应用的私有空间路径位于“外部存储根目录/Android/data/应用包名/files/Download”这个目录之下。

文本文件读写

文本文件的读写一般借助于FileOutputStream和FileInputStream。其中，FileOutputStream用于写文件，FileInputStream用于读文件。文件输出输入流是Java语言的基础工具，这里不再赘述，直接给出具体的实现代码：

图片文件读写

Android的图片处理类是Bitmap，App读写Bitmap可以使用FileOutputStream和FileInputStream。不过在实际开发中，读写图片文件一般用性能更好的BufferedOutputStream和BufferedInputStream。
保存图片文件时用到Bitmap的compress方法，可指定图片类型和压缩质量；打开图片文件时使用BitmapFactory的decodeStream方法。读写图片的具体代码如下：

应用Application基础

本节介绍Android重要组件Application的基本概念和常见用法。首先说明Application的生命周期，接着利用Application的持久特性实现App内部全局内存中的数据保存和获取。

Application的生命周期

Application是Android的一大组件，在App运行过程中有且仅有一个Application对象贯穿整个生命周期。打开AndroidManifest.xml时会发现activity节点的上级正是application节点，只是默认的application节点没有指定name属性，不像activity节点默认指定name属性值为.MainActivity，让人知晓这个activity的入口代码是MainActivity.java。现在试试给application节点加上name属性，看看其庐山真面目。
（1）打开AndroidManifest.xml，给application节点加上name属性，表示application的入口代码是MainApplication.java。

android:name=".MainApplication"

（2）创建MainApplication类，该类继承自Application，可以重写的方法主要有以下4个。

• Create：在App启动时调用。
• onTerminate：在App退出时调用（按字面意思）。
• onLowMemory：在低内存时调用。
• onConfigurationChanged：在配置改变时调用，例如从竖屏变为横屏。
  （3）运行App，同时开启日志的打印。但是只在一开始看到MainApplication的onCreate操作（先于Activity的onCreate），却始终无法看到它的onTerminate操作，无论是自行退出还是强行杀死App的进程，日志都不会打印onTerminate。想在App退出前做资源回收操作，那么千万不要放在onTerminate方法中。

利用Application操作全局变量

C/C++有全局变量，因为全局变量保存在内存中，所以操作全局变量就是操作内存，内存的读写速度远比读写数据库或读写文件快得多。全局的意思是其他代码都可以引用该变量，因此全局变量是共享数据和消息传递的好帮手。不过，Java没有全局变量的概念。与之比较接近的是类里面的静态成员变量，该变量可被外部直接引用，并且在不同地方引用的值是一样的（前提是在引用期间不能修改该变量的值），所以可以借助静态成员变量实现类似全局变量的功能。
前面花费很大功夫介绍Application的生命周期，目的是说明其生命周期覆盖App运行的全过程。不像短暂的Activity生命周期，只要进入别的页面，原页面就被停止或销毁。因此，通过利用Application的持久存在性可以在Application对象中保存全局变量。
适合在Application中保存的全局变量主要有下面3类数据：
（1）会频繁读取的信息，如用户名、手机号等。
（2）从网络上获取的临时数据，为节约流量、减少用户等待时间，想暂时放在内存中供下次使用，如logo、商品图片等。
（3）容易因频繁分配内存而导致内存泄漏的对象，如Handler对象等。
要想通过Application实现全局内存的读写，得完成以下3项工作：
（1）写一个继承自Application的类MainApplication。该类要采用单例模式，内部声明自身类的一个静态成员对象，在创建App时把自身赋值给这个静态对象，然后提供该静态对象的获取方法getInstance。
（2）在Activity中调用MainApplication的getInstance方法，获得MainApplication的一个静态对象，通过该对象访问MainApplication的公共变量和公共方法。
（3）不要忘了在AndroidManifest.xml中注册新定义的Application类名，即在application节点中增加android:name属性，值为.MainApplication。
App把注册信息保存到MainApplication的全局变量中，然后在另一个页面从MainApplication的全局变量中读取保存好的注册信息。

完成以上编码后，Activity页面代码即可直接通过MainApplication.getInstance().mInfoMap对全局变量进行增、删、改、查操作。

内容提供与处理

本节介绍Android四大组件之一的ContentProvider的基本概念和常见用法。首先说明如何使用内容提供器封装数据的外部访问接口；接着阐述如何通过内容解析器在外部查询和修改数据，以及使用内容操作器完成批量数据操作；然后说明内容观察器的应用场合，并演示如何借助内容观察器实现流量校准的功能。

内容提供器ContentProvider

Android号称提供了4大组件，分别是页面Activity、广播Broadcast、服务Service和内容提供器ContentProvider。其中内容提供器是跟数据存取有关的组件，完整的内容组件由内容提供器ContentProvider、内容解析器ContentResolver、内容观察器ContentObserver这三部分组成。
ContentProvider为App存取内部数据提供统一的外部接口，让不同的应用之间得以共享数据。像我们熟知的SQLite操作的是应用自身的内部数据库；文件的上传和下载操作的是后端服务器的文件；而ContentProvider操作的是本设备其他应用的内部数据，是一种中间层次的数据存储形式。
在实际编码中，ContentProvider只是一个服务端的数据存取接口，开发者需要在其基础上实现一个具体类，并重写以下相关数据库管理方法。

• onCreate：创建数据库并获得数据库连接。
• query：查询数据。
• insert：插入数据。
• update：更新数据。
• delete：删除数据。
• getType：获取数据类型。
  这些方法看起来是不是很像SQLite？没错，ContentProvider作为中间接口，本身并不直接保存数据，而是通过SQLiteOpenHelper与SQLiteDatabase间接操作底层的SQLite。所以要想使用ContentProvider，首先得实现SQLite的数据表帮助类，然后由ContentProvider封装对外的接口。
  既然内容提供器是四大组件之一，就得在AndroidManifest.xml中注册它的定义，并开放外部访问权限，注册代码如下：
  
  注册完毕后就完成了服务端App的封装工作，接下来可由其他App进行数据存取。

内容解析器ContentResolver

前面提到了利用ContentProvider实现服务端App的数据封装，如果客户端App想访问对方的内部数据，就要通过内容解析器ContentResolver访问。内容解析器是客户端App操作服务端数据的工具，相对应的内容提供器是服务端的数据接口。要获取ContentResolver对象，在Activity代码中调用getContentResolver方法即可。
ContentResolver提供的方法与ContentProvider是一一对应的，比如query、insert、update、delete、getType等方法，连方法的参数类型都一模一样。其中，最常用的是query函数，调用该函数返回一个游标Cursor对象，这个游标与SQLite的游标是一样的。
下面是query方法的具体参数说明（依顺序排列）。

• uri：Uri类型，可以理解为本次操作的数据表路径。
• projection：字符串数组类型，指定将要查询的字段名称列表。
• selection：字符串类型，指定查询条件。
• selectionArgs：字符串数组类型，指定查询条件中的参数取值列表。
• sortOrder：字符串类型，指定排序条件。

内容观察器ContentObserver

ContentResolver获取数据采用的是主动查询方式，有查询就有数据，没查询就没数据。有时我们不但要获取以往的数据，还要实时获取新增的数据，最常见的业务场景是短信验证码。电商App经常在用户注册或付款时发送验证码短信，为了给用户省事，App通常会监控手机刚收到的验证码数字，并自动填入验证码输入框。这时就用到了内容观察器ContentObserver，给目标内容注册一个观察器，目标内容的数据一旦发生变化，观察器规定好的动作马上触发，从而执行开发者预先定义的代码。

总结一下在Content组件经常使用的系统URI，详细的URI取值说明见表4-3。
表4-3　常用的系统URI取值说明