HarmonyOS数据管理与应用数据持久化（一）-编程知识

一. 数据管理概述

功能介绍

数据管理为开发者提供数据存储、数据管理能力，比如联系人应用数据可以保存到数据库中，提供数据库的安全、可靠等管理机制。

数据存储：提供通用数据持久化能力，根据数据特点，分为用户首选项、键值型数据库和关系型数据库。
数据管理：提供高效的数据管理能力，包括权限管理、数据备份恢复、数据共享框架等。

应用创建的数据库，都保存到应用沙盒，当应用卸载时，数据库也会自动删除。

运作机制

数据管理模块包括用户首选项、键值型数据管理、关系型数据管理、分布式数据对象和跨应用数据管理。Interface接口层提供标准JS API接口，定义这些部件接口描述，供开发者参考。Frameworks&System service层负责实现部件数据存储功能，还有一些SQLite和其他子系统的依赖。

图1 数据管理架构图

用户首选项（Preferences）：提供了轻量级配置数据的持久化能力，并支持订阅数据变化的通知能力。不支持分布式同步，常用于保存应用配置信息、用户偏好设置等。
键值型数据管理（KV-Store）：提供了键值型数据库的读写、加密、手动备份能力。分布式功能暂不支持。
关系型数据管理（RelationalStore）：提供了关系型数据库的增删改查、加密、手动备份能力。分布式功能暂不支持。
分布式数据对象（DataObject）：独立提供对象型结构数据的分布式能力。分布式功能暂不支持。
跨应用数据管理（DataShare）：提供了向其他应用共享以及管理其数据的方法。仅系统应用可用，非系统应用无需关注，下文不做具体介绍。

二. 应用数据持久化概述

应用数据持久化，是指应用将内存中的数据通过文件或数据库的形式保存到设备上。内存中的数据形态通常是任意的数据结构或数据对象，存储介质上的数据形态可能是文本、数据库、二进制文件等。

HarmonyOS标准系统支持典型的存储数据形态，包括用户首选项、键值型数据库、关系型数据库。

开发者可以根据如下功能介绍，选择合适的数据形态以满足自己应用数据的持久化需要。

用户首选项（Preferences）：通常用于保存应用的配置信息。数据通过文本的形式保存在设备中，应用使用过程中会将文本中的数据全量加载到内存中，所以访问速度快、效率高，但不适合需要存储大量数据的场景。
键值型数据库（KV-Store）：一种非关系型数据库，其数据以“键值”对的形式进行组织、索引和存储，其中“键”作为唯一标识符。适合很少数据关系和业务关系的业务数据存储，同时因其在分布式场景中降低了解决数据库版本兼容问题的复杂度，和数据同步过程中冲突解决的复杂度而被广泛使用。相比于关系型数据库，更容易做到跨设备跨版本兼容。
关系型数据库（RelationalStore）：一种关系型数据库，以行和列的形式存储数据，广泛用于应用中的关系型数据的处理，包括一系列的增、删、改、查等接口，开发者也可以运行自己定义的SQL语句来满足复杂业务场景的需要。

三. 通过用户首选项实现数据持久化

场景介绍

用户首选项为应用提供Key-Value键值型的数据处理能力，支持应用持久化轻量级数据，并对其修改和查询。当用户希望有一个全局唯一存储的地方，可以采用用户首选项来进行存储。Preferences会将该数据缓存在内存中，当用户读取的时候，能够快速从内存中获取数据。Preferences会随着存放的数据量越多而导致应用占用的内存越大，因此，Preferences不适合存放过多的数据，适用的场景一般为应用保存用户的个性化设置（字体大小，是否开启夜间模式）等。

运作机制

如图所示，用户程序通过JS接口调用用户首选项读写对应的数据文件。开发者可以将用户首选项持久化文件的内容加载到Preferences实例，每个文件唯一对应到一个Preferences实例，系统会通过静态容器将该实例存储在内存中，直到主动从内存中移除该实例或者删除该文件。

应用首选项的持久化文件保存在应用沙箱内部，可以通过context获取其路径。具体可见获取应用开发路径。

约束限制

Key键为string类型，要求非空且长度不超过80个字节。
如果Value值为string类型，可以为空，不为空时长度不超过8192个字节。
内存会随着存储数据量的增大而增大，所以存储的数据量应该是轻量级的，建议存储的数据不超过一万条，否则会在内存方面产生较大的开销。

接口说明

以下是用户首选项持久化功能的相关接口，大部分为异步接口。异步接口均有callback和Promise两种返回形式，下表均以callback形式为例，更多接口及使用方式请见用户首选项。

接口名称	描述
getPreferences(context: Context, name: string, callback: AsyncCallback<Preferences>): void	获取Preferences实例。
put(key: string, value: ValueType, callback: AsyncCallback<void>): void	将数据写入Preferences实例，可通过flush将Preferences实例持久化。
has(key: string, callback: AsyncCallback<boolean>): void	检查Preferences实例是否包含名为给定Key的存储键值对。给定的Key值不能为空。
get(key: string, defValue: ValueType, callback: AsyncCallback<ValueType>): void	获取键对应的值，如果值为null或者非默认值类型，返回默认数据defValue。
delete(key: string, callback: AsyncCallback<void>): void	从Preferences实例中删除名为给定Key的存储键值对。
flush(callback: AsyncCallback<void>): void	将当前Preferences实例的数据异步存储到用户首选项持久化文件中。
on(type: 'change', callback: Callback<{ key : string }>): void	订阅数据变更，订阅的Key的值发生变更后，在执行flush方法后，触发callback回调。
off(type: 'change', callback?: Callback<{ key : string }>): void	取消订阅数据变更。
deletePreferences(context: Context, name: string, callback: AsyncCallback<void>): void	从内存中移除指定的Preferences实例。若Preferences实例有对应的持久化文件，则同时删除其持久化文件。

开发步骤

1.导入用户首选项模块。

import dataPreferences from '@ohos.data.preferences';

2.要通过用户首选项实现数据持久化，首先要获取Preferences实例。读取指定文件，将数据加载到Preferences实例，用于数据操作。Stage模型示例：

import UIAbility from '@ohos.app.ability.UIAbility';class EntryAbility extends UIAbility {onWindowStageCreate(windowStage) {try {
      dataPreferences.getPreferences(this.context, 'mystore', (err, preferences) => {if (err) {
          console.error(`Failed to get preferences. Code:${err.code},message:${err.message}`);return;}
        console.info('Succeeded in getting preferences.');// 进行相关数据操作})} catch (err) {
      console.error(`Failed to get preferences. Code:${err.code},message:${err.message}`);}}
}

写入数据。使用put()方法保存数据到缓存的Preferences实例中。在写入数据后，如有需要，可使用flush()方法将Preferences实例的数据存储到持久化文件。

说明

当对应的键已经存在时，put()方法会修改其值。如果仅需要在键值对不存在时新增键值对，而不修改已有键值对，需使用has()方法检查是否存在对应键值对；如果不关心是否会修改已有键值对，则直接使用put()方法即可。

示例代码如下所示：

try {
  preferences.has('startup', function (err, val) {
    if (err) {
      console.error(`Failed to check the key 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
      return;
    }
    if (val) {
      console.info("The key 'startup' is contained.");
    } else {
      console.info("The key 'startup' does not contain.");
      // 此处以此键值对不存在时写入数据为例
      try {
        preferences.put('startup', 'auto', (err) => {
          if (err) {
            console.error(`Failed to put data. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
            return;
          }
          console.info('Succeeded in putting data.');
        })
      } catch (err) {
        console.error(`Failed to put data. Code: ${err.code},message:${err.message}`);
      }
    }
  })
} catch (err) {
  console.error(`Failed to check the key 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

3.读取数据。使用get()方法获取数据，即指定键对应的值。如果值为null或者非默认值类型，则返回默认数据。示例代码如下所示：

try {
  preferences.get('startup', 'default', (err, val) => {if (err) {
      console.error(`Failed to get value of 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);return;}
    console.info(`Succeeded in getting value of 'startup'. val: ${val}.`);})
} catch (err) {
  console.error(`Failed to get value of 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

4.删除数据。使用delete()方法删除指定键值对，示例代码如下所示：

try {
  preferences.delete('startup', (err) => {if (err) {
      console.error(`Failed to delete the key 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);return;}
    console.info("Succeeded in deleting the key 'startup'.");})
} catch (err) {
  console.error(`Failed to delete the key 'startup'. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

5.数据持久化。应用存入数据到Preferences实例后，可以使用flush()方法实现数据持久化。示例代码如下所示：

try {
  preferences.flush((err) => {if (err) {
      console.error(`Failed to flush. Code:${err.code}, message:${err.message}`);return;}
    console.info('Succeeded in flushing.');})
} catch (err) {
  console.error(`Failed to flush. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

6.订阅数据变更。应用订阅数据变更需要指定observer作为回调方法。订阅的Key值发生变更后，当执行flush()方法时，observer被触发回调。示例代码如下所示

let observer = function (key) {
  console.info('The key' + key + 'changed.');
}
preferences.on('change', observer);
// 数据产生变更，由'auto'变为'manual'
preferences.put('startup', 'manual', (err) => {if (err) {
    console.error(`Failed to put the value of 'startup'. Code:${err.code},message:${err.message}`);return;}
  console.info("Succeeded in putting the value of 'startup'.");
  preferences.flush((err) => {if (err) {
      console.error(`Failed to flush. Code:${err.code}, message:${err.message}`);return;}
    console.info('Succeeded in flushing.');})
})

删除指定文件。使用deletePreferences()方法从内存中移除指定文件对应的Preferences实例，包括内存中的数据。若该Preference存在对应的持久化文件，则同时删除该持久化文件，包括指定文件及其备份文件、损坏文件。

说明

调用该接口后，应用不允许再使用该Preferences实例进行数据操作，否则会出现数据一致性问题。
成功删除后，数据及文件将不可恢复。

示例代码如下所示：

try {
  dataPreferences.deletePreferences(this.context, 'mystore', (err, val) => {if (err) {
      console.error(`Failed to delete preferences. Code:${err.code}, message:${err.message}`);return;}
    console.info('Succeeded in deleting preferences.');})
} catch (err) {
  console.error(`Failed to delete preferences. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}