FMDB

来源：互联网发布：云服务器搭建sql serv 编辑：程序博客网时间：2024/05/01 13:08

转自：http://www.it165.net/pro/html/201602/61259.html

1. 前言

说实话，之前的SDWebImage和AFNetworking这两个组件我还是使用过的，但是对于FMDB组件我是一点都没用过。好在FMDB源码中的main.m文件提供了大量的示例，况且网上也有很多最佳实践的例子，我就不在这献丑了。我们先从一个最简单的FMDB的例子开始：

// 找到用户目录下的Documents文件夹位置

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1.NSString* docsdir = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains( NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];

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1.// 将user.sqlite放到Documents文件夹下，并生成user.sqlite的绝对路径
2.NSString* dbpath = [docsdir stringByAppendingPathComponent:@'user.sqlite'];

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1.// 根据user.sqlite的绝对路径获取到一个FMDatabase对象，其实就是一个封装了的SQLite数据库对象
2.FMDatabase* db = [FMDatabase <strong>databaseWithPath</strong>:dbpath];

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1.// 打开该数据库
2.[db <strong>open</strong>];

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1.// 执行SQL语句 - select * from people
2.FMResultSet *rs = [db

executeQuery

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1.:@'select * from people'];

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// 利用next函数，循环输出结果
while ([rs <strong>next</strong>]) {
NSLog(@'%@ %@',
[rs stringForColumn:@'firstname'],
[rs stringForColumn:@'lastname']);
}

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1.// 关闭该数据库
2.[db <strong>close</strong>];

很简单是吧，甚至我觉得上面我写的注释都多余了。确实，FMDB说白了就是对SQLite数据库的C/C++接口进行了一层封装，当然功能也更为强大，比如多线程操作，另外FMDB接口要比原生的SQLite接口简洁很多。下面我们就上面的例子研究下FMDB的基本流程。

2. FMDB的最基本流程（结合上面例子）

我们先看看上面代码中我用蓝色粗体高亮的部分，研究下其具体实现。

2.1 + [FMDatabase databaseWithPath:]

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// 核心其实还是调用了+[FMDataBase initWithPath:]函数，下面会详解
+ (instancetype)databaseWithPath:(NSString*)aPath {
// FMDBReturnAutoReleased是为了让FMDB<strong>兼容MRC和ARC</strong>，具体细节看下其宏定义就明白了
return FMDBReturnAutoreleased([[self alloc] initWithPath:aPath]);
}
 
/** 初始化一个FMDataBase对象
根据path（aPath）来创建一个SQLite数据库。对应的aPath参数有三种情形:
 
<strong> 1. 数据库文件路径：不为空字符串，不为nil。如果该文件路径不存在，那么SQLite会给你新建一个</strong>

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1.<strong> 2. 空字符串@''：将在外存临时给你创建一个空的数据库，并且如果该数据库连接释放，那么对应数据库会自动删除</strong>

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<strong> 3. nil：会在内存中创建数据库，随着该数据库连接的释放，也会释放该数据库。</strong>
*/
- (instancetype)initWithPath:(NSString*)aPath {
<strong>// SQLite支持三种线程模式，sqlite3_threadsafe()函数的返回值可以确定编译时指定的线程模式。</strong>

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1.<strong>    // 三种模式分别为1.单线程模式 2.多线程模式 3.串行模式 其中对于单线程模式，sqlite3_threadsafe()返回false</strong>

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<strong>    // 对于另外两个模式，则返回true。这是因为单线程模式下没有进行互斥（mutex），所以多线程下是不安全的</strong>
assert(sqlite3_threadsafe());    
self = [super init];
// 很多属性后面再提。不过这里值得注意的是_db居然赋值为nil，也就是说真正构建_db不是在initWithPath:这个函数中，这里透露下，其实作者是将构建部分代码放到了open函数中if (self) {
_databasePath               = [aPath copy];
_openResultSets             = [[NSMutableSet alloc] init];
_db                         = nil;
_logsErrors                 = YES;
_crashOnErrors              = NO;
_maxBusyRetryTimeInterval   = 2;
}
 
return self;
}

2.2 - [FMDatabase open]

上面提到过+ [FMDatabase databaseWithPath:]和- [FMDatabase initWithPath:]本质上只是给了数据库一个名字，并没有真实创建或者获取数据库。这里的open函数才是真正获取到数据库，其本质上也就是调用SQLite的C/C++接口 – sqlite3_open()。

sqlite3_open(const char *filename, sqlite3 **ppDb)
该例程打开一个指向 SQLite 数据库文件的连接，返回一个用于其他 SQLite 程序的数据库连接对象。
如果 filename 参数是 NULL 或 ':memory:'，那么 sqlite3_open() 将会在 RAM 中创建一个内存数据库，这只会在 session 的有效时间内持续。
如果文件名 filename 不为 NULL，那么 sqlite3_open() 将使用这个参数值尝试打开数据库文件。如果该名称的文件不存在，sqlite3_open() 将创建一个新的命名为该名称的数据库文件并打开。

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- (BOOL)open {
if (_db) {
return YES;
}
 
int err = sqlite3_open([self sqlitePath], (sqlite3**)&_db );
if(err != SQLITE_OK) {
NSLog(@'error opening!: %d', err);
return NO;
}
// 若_maxBusyRetryTimeInterval大于0，那么就调用setMaxBusyRetryTimeInterval:函数
// setMaxBusyRetryTimeInterval:函数主要是调用sqlite3_busy_handler来处理其他线程已经在操作数据库的情况，默认_maxBusyRetryTimeInterval为2。

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// 具体该参数有什么用，下面在FMDBDatabaseBusyHandler函数中会详解。
if (_maxBusyRetryTimeInterval > 0.0) {
[self setMaxBusyRetryTimeInterval:_maxBusyRetryTimeInterval];
}
 
return YES;
}
 
- (void)setMaxBusyRetryTimeInterval:(NSTimeInterval)timeout {
 
_maxBusyRetryTimeInterval = timeout;
 
if (!_db) {
return;
}
// 处理的handler设置为FMDBDatabaseBusyHandler这个函数
if (timeout > 0) {
sqlite3_busy_handler(_db, &FMDBDatabaseBusyHandler, (__bridge void *)(self));
}
else {
// 不使用任何busy handler处理
sqlite3_busy_handler(_db, nil, nil);
}
}

这里需要提一下sqlite3_busy_handler这个函数：

int sqlite3_busy_handler(sqlite3*, int(*)(void*,int), void*);
第一个参数是告知哪个数据库需要设置busy handler。
第二个参数是其实就是回调函数（busy handler）了，当你调用该回调函数时，需传递给它的一个void*的参数的拷贝，也即sqlite3_busy_handler的第三个参数；另一个需要传给回调函数的int参数是表示这次锁事件，该回调函数被调用的次数。如果回调函数返回０时，将不再尝试再次访问数据库而返回SQLITE_BUSY或者SQLITE_IOERR_BLOCKED。如果回调函数返回非０,　将会不断尝试操作数据库。
总结：程序运行过程中，如果有其他进程或者线程在读写数据库，那么sqlite3_busy_handler会不断调用回调函数，直到其他进程或者线程释放锁。获得锁之后，不会再调用回调函数，从而向下执行，进行数据库操作。该函数是在获取不到锁的时候，以执行回调函数的次数来进行延迟，等待其他进程或者线程操作数据库结束，从而获得锁操作数据库。

大家也看出来了，sqlite3_busy_handler函数的关键就是这个回调函数了，此处作者定义的是一个名叫FMDBDatabaseBusyHandler的函数作为其busy handler。

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// 注意：appledoc（生成文档的软件）中，对于有具体实现的C函数，比如下面这个函数，
// 是有bug的。所以你在生成文档时，忽略.m文件。
 
// 该函数就是简单调用sqlite3_sleep来挂起进程
static int FMDBDatabaseBusyHandler(void *f, int count) {
FMDatabase *self = (__bridge FMDatabase*)f;
// 如果count为0，表示的第一次执行回调函数
// 初始化self->_startBusyRetryTime，供后面计算delta使用
if (count == 0) {
self->_startBusyRetryTime = [NSDate timeIntervalSinceReferenceDate];
return 1;
}
// 使用delta变量控制执行回调函数的次数，每次挂起50~100ms
// 所以<strong>maxBusyRetryTimeInterval</strong>的作用就在这体现出来了
// 当挂起的时长大于maxBusyRetryTimeInterval，就返回0，并停止执行该回调函数了
NSTimeInterval delta = [NSDate timeIntervalSinceReferenceDate] - (self->_startBusyRetryTime);
 
if (delta < [self maxBusyRetryTimeInterval]) {
// 使用sqlite3_sleep每次当前线程挂起50~100ms
int requestedSleepInMillseconds = (int) arc4random_uniform(50) + 50;
int actualSleepInMilliseconds = sqlite3_sleep(requestedSleepInMillseconds);
// 如果实际挂起的时长与想要挂起的时长不一致，可能是因为构建SQLite时没将HAVE_USLEEP置为1
if (actualSleepInMilliseconds != requestedSleepInMillseconds) {
NSLog(@'WARNING: Requested sleep of %i milliseconds, but SQLite returned %i. Maybe SQLite wasn't built with HAVE_USLEEP=1?', requestedSleepInMillseconds, actualSleepInMilliseconds);
}
return 1;
}
 
return 0;
}

2.3 - [FMDatabase executeQuery:withArgumentsInArray:orDictionary:orVAList:]（重点）

为什么不讲 - [FMDatabase executeQuery:]？因为- [FMDatabase executeQuery:]等等类似的函数，最终都是对- [FMDatabase executeQuery:withArgumentsInArray:orDictionary:orVAList:]的简单封装。该函数比较关键，主要是针对查询的sql语句。

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- (FMResultSet *)executeQuery:(NSString *)sql withArgumentsInArray:(NSArray*)arrayArgs orDictionary:(NSDictionary *)dictionaryArgs orVAList:(va_list)args {
// 判断当前是否存在数据库以供操作
if (![self databaseExists]) {
return 0x00;
}
// 如果当前线程已经在使用数据库了，那就输出正在使用的警告
if (_isExecutingStatement) {
[self warnInUse];
return 0x00;
}
 
_isExecutingStatement = YES;
 
int rc                  = 0x00;
sqlite3_stmt *pStmt     = 0x00; // sqlite的prepared语句类型
FMStatement *statement  = 0x00; // 对sqlite3_stmt的简单封装，在实际应用中，你不应直接操作FMStatement对象
FMResultSet *rs         = 0x00; // FMResultSet对象是用来获取最终查询结果的
// 需要追踪sql执行状态的话，输出执行状态
if (_traceExecution && sql) {
NSLog(@'%@ executeQuery: %@', self, sql);
}
// 调用sql语句之前，首先要将sql字符串预处理一下，转化为SQLite可用的prepared语句（预处理语句）
// <strong>使用sqlite3_prepare_v2来生成sql对应的prepare语句（即pStmt）代价很大</strong>
// 所以建议使用缓存机制来减少对sqlite3_prepare_v2的使用
if (_shouldCacheStatements) {
// 获取到缓存中的prepared语句
statement = [self cachedStatementForQuery:sql];
pStmt = statement ? [statement statement] : 0x00;
// prepared语句可以被重置（调用sqlite3_reset函数），然后可以重新绑定参数以便重新执行。
[statement reset];
}
// 如果缓存中没有sql对应的prepared语句，那么只能使用sqlite3_prepare_v2函数进行预处理
if (!pStmt) {
 
rc = sqlite3_prepare_v2(_db, [sql UTF8String], -1, &pStmt, 0);
// 如果生成prepared语句出错，那么就根据是否需要打印错误信息(_logsErrors)以及是否遇到错误直接中止程序执行(_crashOnErrors)来执行出错处理。
// 最后调用<strong>sqlite3_finalize函数释放所有的内部资源和sqlite3_stmt数据结构，有效删除prepared语句</strong>。
if (SQLITE_OK != rc) {
if (_logsErrors) {
NSLog(@'DB Error: %d '%@'', [self lastErrorCode], [self lastErrorMessage]);
NSLog(@'DB Query: %@', sql);
NSLog(@'DB Path: %@', _databasePath);
}
 
if (_crashOnErrors) {
NSAssert(false, @'DB Error: %d '%@'', [self lastErrorCode], [self lastErrorMessage]);
// abort()函数表示中止程序执行，直接从调用的地方跳出。
abort();
}
 
sqlite3_finalize(pStmt);
_isExecutingStatement = NO;
return nil;
}
}
 
id obj;
int idx = 0;
// 获取到pStmt中需要绑定的参数个数
int queryCount = sqlite3_bind_parameter_count(pStmt); // pointed out by Dominic Yu (thanks!)
 
// 举一个使用dictionaryArgs的例子

/**

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1.NSMutableDictionary

*dictionaryArgs = [NSMutableDictionary dictionary]; [dictionaryArgs setObject:@'Text1' forKey:@'a']; [db executeQuery:@'select * from namedparamcounttest where a = :a' withParameterDictionary:dictionaryArgs]; // 注意类似:AAA前面有冒号的就是参数 // 其他的参数形式如：'?', '?NNN', ':AAA', '$AAA', 或 '@AAA' */

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if (dictionaryArgs) {
 
for (NSString *dictionaryKey in [dictionaryArgs allKeys]) {
 
// 在每个dictionaryKey之前加上冒号，比如上面的a -> :a，方便获取参数在prepared语句中的索引
NSString *parameterName = [[NSString alloc] initWithFormat:@':%@', dictionaryKey];
// 查看执行状况
if (_traceExecution) {
NSLog(@'%@ = %@', parameterName, [dictionaryArgs objectForKey:dictionaryKey]);
}
 
// 在prepared语句中查找对应parameterName的参数索引值namedIdx
int namedIdx = sqlite3_bind_parameter_index(pStmt, [parameterName UTF8String]);
 
FMDBRelease(parameterName);
// 可以利用索引namedIdx获取对应参数，再使用bindObject:函数将dictionaryArgs保存的value绑定给对应参数
if (namedIdx > 0) {
[self bindObject:[dictionaryArgs objectForKey:dictionaryKey] toColumn:namedIdx inStatement:pStmt];
// 使用这个idx来判断sql中的所有参数值是否都绑定上了
idx++;
}
else {
NSLog(@'Could not find index for %@', dictionaryKey);
}
}
}
else {
 
while (idx < queryCount) {
// 使用arrayArgs的例子
/**
[db executeQuery:@'insert into testOneHundredTwelvePointTwo values (?, ?)' withArgumentsInArray:[NSArray arrayWithObjects:@'one', [NSNumber numberWithInteger:2], nil]];
*/
if (arrayArgs && idx < (int)[arrayArgs count]) {
obj = [arrayArgs objectAtIndex:(NSUInteger)idx];
}
// 使用args的例子，使用args其实就是调用- (FMResultSet *)executeQuery:(NSString*)sql, ...;
/**
FMResultSet *rs = [db executeQuery:@'select rowid,* from test where a = ?', @'hi''];
*/
else if (args) {
obj = va_arg(args, id);
}
else {
break;
}
 
if (_traceExecution) {
if ([obj isKindOfClass:[NSData class]]) {
NSLog(@'data: %ld bytes', (unsigned long)[(NSData*)obj length]);
}
else {
NSLog(@'obj: %@', obj);
}
}
 
idx++;
// 绑定参数值
[self bindObject:obj toColumn:idx inStatement:pStmt];
}
}
// 如果绑定的参数数目不对，认为出错，并释放资源
if (idx != queryCount) {
NSLog(@'Error: the bind count is not correct for the # of variables (executeQuery)');
sqlite3_finalize(pStmt);
_isExecutingStatement = NO;
return nil;
}
 
FMDBRetain(statement); // to balance the release below
// statement不为空，进行缓存
if (!statement) {
statement = [[FMStatement alloc] init];
[statement setStatement:pStmt];
// 使用sql作为key来缓存statement（即sql对应的prepare语句）
if (_shouldCacheStatements && sql) {
[self setCachedStatement:statement forQuery:sql];
}
}
 
// 根据statement和self（FMDatabase对象）构建一个FMResultSet对象，此函数中仅仅是构建该对象，还没使用next等函数获取查询结果
// 注意FMResultSet中含有以下成员（除了最后一个，其他成员均在此处初始化过了）
/**
@interface FMResultSet : NSObject {
FMDatabase          *_parentDB; // 表示该对象查询的数据库，主要是为了能在FMResultSet自己的函数中索引到正在操作的FMDatabase对象
FMStatement         *_statement; // prepared语句
 
NSString            *_query; // 对应的sql查询语句
NSMutableDictionary *_columnNameToIndexMap;
}
*/
rs = [FMResultSet resultSetWithStatement:statement usingParentDatabase:self];
[rs setQuery:sql];
// 将此时的FMResultSet对象添加_openResultSets，主要是为了调试
NSValue *openResultSet = [NSValue valueWithNonretainedObject:rs];
[_openResultSets addObject:openResultSet];
// 并设置statement的使用数目useCount加1，暂时不清楚此成员有何作用，感觉也是用于调试
[statement setUseCount:[statement useCount] + 1];
 
FMDBRelease(statement);
// 生成statement的操作已经结束
_isExecutingStatement = NO;
 
return rs;
}

2.4 - [FMResultSet nextWithError:]

- [FMResultSet next]函数其实就是对nextWithError:的简单封装。作用就是从我们上一步open中获取到的FMResultSet对象中读取查询后结果的每一行，交给用户自己处理。读取每一行的方法（即next）其实就是封装了sqlite3_step函数。而nextWithError:主要封装了对sqlite3_step函数返回结果的处理。

int sqlite3_step(sqlite3_stmt*);
sqlite3_prepare函数将SQL命令字符串解析并转换为一系列的命令字节码，这些字节码最终被传送到SQlite3的虚拟数据库引擎（VDBE: Virtual Database Engine）中执行，完成这项工作的是sqlite3_step函数。比如一个SELECT查询操作，sqlite3_step函数的每次调用都会返回结果集中的其中一行，直到再没有有效数据行了。每次调用sqlite3_step函数如果返回SQLITE_ROW，代表获得了有效数据行，可以通过sqlite3_column函数提取某列的值。如果调用sqlite3_step函数返回SQLITE_DONE，则代表prepared语句已经执行到终点了，没有有效数据了。很多命令第一次调用sqlite3_step函数就会返回SQLITE_DONE，因为这些SQL命令不会返回数据。对于INSERT，UPDATE，DELETE命令，会返回它们所修改的行号——一个单行单列的值。

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// 返回YES表示从数据库中获取到了下一行数据
- (BOOL)nextWithError:(NSError **)outErr {
// 尝试步进到下一行
int rc = sqlite3_step([_statement statement]);
 
// 对返回结果rc进行处理
 
/**
SQLITE_BUSY 数据库文件有锁
SQLITE_LOCKED 数据库中的某张表有锁
SQLITE_DONE sqlite3_step()执行完毕
SQLITE_ROW sqlite3_step()获取到下一行数据
SQLITE_ERROR 一般用于没有特别指定错误码的错误，就是说函数在执行过程中发生了错误，但无法知道错误发生的原因。
SQLITE_MISUSE 没有正确使用SQLite接口，比如一条语句在sqlite3_step函数执行之后，没有被重置之前，再次给其绑定参数，这时bind函数就会返回SQLITE_MISUSE。
*/ 
if (SQLITE_BUSY == rc || SQLITE_LOCKED == rc) {
NSLog(@'%s:%d Database busy (%@)', __FUNCTION__, __LINE__, [_parentDB databasePath]);
NSLog(@'Database busy');
if (outErr) {
// lastError使用sqlite3_errcode获取到错误码，封装成NSError对象返回
*outErr = [_parentDB lastError];
}
}
else if (SQLITE_DONE == rc || SQLITE_ROW == rc) {
// all is well, let's return.
}
else if (SQLITE_ERROR == rc) {
// sqliteHandle就是获取到对应FMDatabase对象，然后使用sqlite3_errmsg来获取错误码的字符串
NSLog(@'Error calling sqlite3_step (%d: %s) rs', rc, sqlite3_errmsg([_parentDB sqliteHandle]));
if (outErr) {
*outErr = [_parentDB lastError];
}
}
else if (SQLITE_MISUSE == rc) {
// uh oh.
NSLog(@'Error calling sqlite3_step (%d: %s) rs', rc, sqlite3_errmsg([_parentDB sqliteHandle]));
if (outErr) {
if (_parentDB) {
*outErr = [_parentDB lastError];
}
else {
// 如果next和nextWithError函数是在当前的FMResultSet关闭之后调用的
// 这时输出的错误信息应该是parentDB不存在
NSDictionary* errorMessage = [NSDictionary dictionaryWithObject:@'parentDB does not exist' forKey:NSLocalizedDescriptionKey];
*outErr = [NSError errorWithDomain:@'FMDatabase' code:SQLITE_MISUSE userInfo:errorMessage];
}
 
}
}
else {
// wtf?
NSLog(@'Unknown error calling sqlite3_step (%d: %s) rs', rc, sqlite3_errmsg([_parentDB sqliteHandle]));
if (outErr) {
*outErr = [_parentDB lastError];
}
}
 
// 如果不是读取下一行数据，那么就关闭数据库
if (rc != SQLITE_ROW) {
[self close];
}
 
return (rc == SQLITE_ROW);
}

2.5 - [FMDatabase close]

与open函数成对调用。主要还是封装了sqlite_close函数。

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- (BOOL)close {
// 清除缓存的prepared语句，下面会详解
[self clearCachedStatements];
// 关闭所有打开的FMResultSet对象，目前看来这个_openResultSets大概也是用来调试的
[self closeOpenResultSets];
 
if (!_db) {
return YES;
}
 
int  rc;
BOOL retry;
BOOL triedFinalizingOpenStatements = NO;
 
do {
retry   = NO;

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1.// 调用sqlite3_close来尝试关闭数据库
2.rc      = sqlite3_close(_db);

//如果当前数据库上锁，那么就先尝试重新关闭（置retry为YES） // 同时还尝试释放数据库中的prepared语句资源

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if (SQLITE_BUSY == rc || SQLITE_LOCKED == rc) {
if (!triedFinalizingOpenStatements) {
triedFinalizingOpenStatements = YES;
sqlite3_stmt *pStmt;

// sqlite3_next_stmt(sqlite3 *pDb, sqlite3_stmt *pStmt

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1.)表示从数据库pDb中对应的pStmt语句开始一个个往下找出相应prepared语句，如果pStmt为nil，那么就从pDb的第一个prepared语句开始。

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// 此处迭代找到数据库中所有prepared语句，释放其资源。
while ((pStmt = sqlite3_next_stmt(_db, nil)) !=0) {
NSLog(@'Closing leaked statement');
sqlite3_finalize(pStmt);
retry = YES;
}
}
}

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// 关闭出错，输出错误码
else if (SQLITE_OK != rc) {
NSLog(@'error closing!: %d', rc);
}
}
while (retry);
 
_db = nil;
return YES;
}
 
//  _cachedStatements是用来缓存prepared语句的，所以清空_cachedStatements就是将每个缓存的prepared语句释放

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// 具体实现就是使用下面那个close函数，close函数中调用了sqlite_finalize函数释放资源
- (void)clearCachedStatements {
 
for (NSMutableSet *statements in [_cachedStatements objectEnumerator]) {
// <strong>makeObjectsPerformSelector会并发执行同一件事，所以效率比for循环一个个执行要快很多</strong>
[statements makeObjectsPerformSelector:@selector(close)];
}
 
[_cachedStatements removeAllObjects];
}
// 注意：此为FMResultSet的close函数
- (void)close {
if (_statement) {
sqlite3_finalize(_statement);
_statement = 0x00;
}
 
_inUse = NO;
}

// 清除_openResultSets

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- (void)closeOpenResultSets {
//Copy the set so we don't get mutation errors
NSSet *openSetCopy = FMDBReturnAutoreleased([_openResultSets copy]);

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// 迭代关闭_openResultSets中的FMResultSet对象
for (NSValue *rsInWrappedInATastyValueMeal in openSetCopy) {
FMResultSet *rs = (FMResultSet *)[rsInWrappedInATastyValueMeal pointerValue];
// 清除FMResultSet的操作
[rs setParentDB:nil];
[rs close];
 
[_openResultSets removeObject:rsInWrappedInATastyValueMeal];
}
}

3. 总结

本文结合一个基本的FMDB使用案例，介绍了FMDB基本的运作流程和内部实现。总的来说，FMDB就是对SQLite的封装，所以学习FMDB根本还是在学习SQLite数据库操作。

0 0