食用指南系列|Android端SQLite的浅尝辄止
大家好，本周技术拆解官的篇文章，给大家带来的是我们的新主题《食用指南系列》。作为新主题的篇系列文章，这次给大家分享下Android端SQLite的“食用指南”。之所以会拿SQLite作为系列的开篇文章，也是因为近接触到逆向Android端SQLite数据库的工作，查阅了很多资料，我也想给这次调研做下总结，所以接下来我会分三篇文章来给大家好好讲讲这次逆向Android端SQLite数据库的经历，首当其冲的篇，也就是《食用指南系列|Android端SQLite的浅尝辄止》
本篇文章使用到的项目源码都在我的个人Github上面：https://github.com/lateautumn4lin/TechPaoding/tree/main/practice_demo/Cattle
1 认识SQLite
1.1 SQLite定义
SQLite是一款轻量级的关系型数据库，为什么是轻量级呢？主要是因为它占用资源很少，通常只需要几百K的内存就足够了，也因为它的结构足够简单，运算速度非常快，特别适合在移动设备上使用。
1.2 SQLite特点
- 轻量级 使用 SQLite 只需要带一个动态库（也就是NDK开发的SO库），就可以享受它的全部功能，而且那个动态库的尺寸想当小，因此对于移动端的使用来说可谓是“百利而无一害”。
- 独立性 SQLite 数据库的核心引擎不需要依赖第三方软件，也不需要所谓的“安装”。
- 隔离性 SQLite 数据库中所有的信息（比如表、视图、触发器等）都包含在一个文件夹内，方便管理和维护，具体的表现形式就是每个数据库就是一个db文件，相当于库与库之前是彼此隔离的。
- 跨平台 SQLite 目前支持大部分操作系统，不至电脑操作系统更在众多的手机系统也是能够运行，比如：Android和IOS。
- 多语言接口 SQLite 数据库支持多语言编程接口（在Android端话一般会使用JDK或者NDK来开发）。
- 安全性 SQLite 数据库通过数据库级上的独占性和共享锁来实现独立事务处理。这意味着多个进程可以在同一时间从同一数据库读取数据，但只能有一个可以写入数据（涉及并发问题的处理方式类似于另一个关系型数据库-MySQL）。
- 弱类型的字段 同一列中的数据可以是不同类型（编码自由者的福音、编码强迫症的噩梦）
1.3 SQLite数据类型
SQLite具有以下五种常用的数据类型，都是比较常见的基本类型：
| 类型 | 含义 |
|---|---|
| NULL | 值是一个 NULL 值 |
| INTEGER | 值是一个带符号的整数，根据值的大小存储在 1、2、3、4、6 或 8 字节中 |
| REAL | 值是一个浮点值，存储为 8 字节的 IEEE 浮点数字 |
| TEXT | 值是一个文本字符串，使用数据库编码（UTF-8、UTF-16BE 或 UTF-16LE）存储 |
| BLOB | 值是一个 blob 数据，完全根据它的输入存储 |
以上就是关于SQLite的基本知识，大家大致了解就好，详细的信息可以看看它的WIKI：https://zh.wikipedia.org/wiki/SQLite
1.4 SQLite安装
关于SQLite的安装，这里我们举CentOS7来说，简单的方式当然是“懒人一键安装”了
sudo yum install sqlite-devel
复制代码安装好之后就可以和正常的数据库那样，大家就可以试试“增删改查”了，比如下面这样
- 首先我们指定一个db文件进入交互式的界面，指定db文件也是为了我们之后的建表的操作能够得到存储
- 然后就是正常对于数据库的“增删改查”了
当然在命令行的操作也并不是我们这次关心的重点，我们之后会利用Java的库来操作。
2 SQLite的调试工具
上面我们提到了SQLite它其实是一个关系型数据库，那么联想到MySQL的话，SQLite也有它的特定的可视化工具又或者可以说是调试工具，因为我们后面会利用这个工具来实时查看App的数据存储情况。
2.1 直接命令行调试
命令行调试的方式和上面我们说的在CentOS7操作数据库的方式基本类似，因为Android本身也是一个Linux系统，相关命令也是一致的。如果不嫌麻烦的话就是可以直接adb shell进手机系统去操作。
2.2 SQLiteStudio工具
相比于命令行我想更多人会选择可视化的工具来操作，这里我推荐一下我自己目前在使用的工具SQLiteStudio，其实在选择工具的时候我也是在很多工具中纠结了一番，不过其他工具不是不能实时连接Android机调试就是在安全加密方面功能方面差一截，所以后直接选择了SQLiteStudio了。
新版本的SQLiteStudio是SQLiteStudio3.2，地址：https://sqlitestudio.pl/， 大家可以去官网下载，这也是个开源项目，要是大家有问题也可以去Github打扰那位大佬。
整体界面是这样的 照例演示下添加新数据库的流程
Database->Add a Database->打开自己选定好的db文件即可。
3 SQLite 基础类介绍
上面我们讲了SQLite的定义以及调试工具，下面我们要正式讲讲SQLite的使用了，这一篇我们暂且不深入源码，之后我会单独出一篇源码分析。在讲如何使用SQLite数据库之前，有必要介绍一下SQLite两个重要的类：SQLiteDatabase 和 SQLiteOpenHelper，这是SQLite数据库API中基础的两个类。
3.1 SQLiteDatabase
在Android的自带的SQLite库中，SQLite所有的操作都来源于SQLiteDatabase ，另一个类SQLiteOpenHelper也是基于该类衍生而来进行数据库的创建和版本管理的。我们简单看看这个类的分析
可以发现insert、query等熟悉的数据库操作的字眼，这些方法都是已经封装好的，我们只需要传入适当的参数即可完成诸如插入、更新、查询等操作。当然SQLiteDatabase也提供了直接执行SQL语句的方法，如
execSQL
db.execSQL("create table if not exists " + TABLE_NAME +"(id text primary key,name text)");rawQuery
db.rawQuery("SELECT * FROM test", null);
3.2 SQLiteOpenHelper
SQLiteOpenHelper是SQLiteDatabase的辅助类，通过对SQLiteDatabase内部方法的封装简化了数据库创建与版本管理的操作。它是一个抽象类，一般情况下，我们需要继承并重写这两个父类方法：
- onCreate 在初次生成数据库时才会被调用，我们一般重写onCreate生成数据库表结构并添加一些应用使用到的初始化数据
- onUpgrade 当数据库版本有更新时会调用这个方法，我们一般会在这执行数据库更新的操作，例如字段更新、表的增加与删除等
此外父类方法中还有onConfigure、onDowngrade、onOpen，一般项目中很少用到它们，如果大家需要进一步了解可以去看看官方文档。
3.3 SQLiteOpenHelper与SQLiteDatabase的关系
介绍完了SQLiteOpenHelper以及SQLiteDatabase之后，那它们是怎么关联在一起的呢？我们从源码中来看看
SQLiteOpenHelper提供了两个创建数据库的方法
- getWritableDatabase
- getReadableDatabase
从源码中我们可以看到，这两个方法有个共同点，也就是都调用了getDatabaseLocked这个方法，我们再看getDatabaseLocked这个方法
- 步
- 第二步
- 第三步
根据上面的分析我们可以看到SQLiteOpenHelper是如何一步步通过调用SQLiteDatabase的方法来生成一个db实例的，也就表明了SQLiteOpenHelper是一个更高维度的SQLiteDatabase的封装。
3.4 SQLiteDatabase对象生成流程
总结了SQLiteOpenHelper和SQLiteDatabase之间的关系后，我们捋一下SQLiteDatabase对象的生成流程，也可以当成我们之后在开发过程中使用的SQLite的一个模板，我们可以以下三种方式可以来生成SQLiteDatabase。
- 继承SQLiteOpenHelper，调用getWritableDatabase / getReadableDatabase打开或创建数据库（推荐初学者使用）
- 调用SQLiteDatabase.openOrCreateDatabase打开或创建数据库
- 调用Context.openOrCreateDatabase打开或创建数据库
三种方法终都是要调用SQLiteDatabase.openDatabase方法 既然都调用了SQLiteDatabase.openDatabase，那我们看看它的源码
解释一下各个参数
- String path 数据库文件路径
- CursorFactory factory 用于构造自定义的Cursor子类对象，在执行查询操作时返回，若传入 null 则使用默认的factory构造Cursor
- int flags
用于控制数据库的访问模式，可传入的参数有
- CREATE_IF_NECESSARY：当数据库不存在时创建该数据库文件
- ENABLE_WRITE_AHEAD_LOGGING：绕过数据库的锁机制，以多线程操作数据库的方式进行读写
- NO_LOCALIZED_COLLATORS：打开数据库时，不根据本地化语言对数据库进行排序
- OPEN_READONLY：以只读方式打开数据库
- OPEN_READWRITE：以读写方式打开数据库
- DatabaseErrorHandler errorHandler 当检测到数据库损坏时进行回调的接口，一般没有特殊需要传入 null 即可
可以看到，我们通过openDatabase生成SQLiteDatabase的实例，并且将db实例的状态置为开启，终返回db实例。
3.5 创建数据库的路径
SQLiteDatabase源码中有一行代码是关于db文件路径相关的
final File filePath = mContext.getDatabasePath(mName);
复制代码这段代码我们得到的路径是
/data/data/<package_name>/databases/
复制代码一般情况下我们在创建数据库时path参数只需传入“xxx.db”，系统自动会在该默认路径下创建名为“xxx.db”的数据库文件，这样做大的好处就是安全，因为从Android7开始，Android的策略就限制了App彼此间的访问权限，这也使App的安全性得到了保证。
4 SQLite Demo开发
通过上面的关于SQLiteDatabase类的基本的了解，下面我们直接上手搞个Demo
4.1 创建MySQLiteOpenHelper
步我们使用快捷的创建SQLiteDatabase的方式，也就是继承SQLiteOpenHelper来创建一个我们自己MySQLiteOpenHelper，如下
4.2 创建SQLiteCattleActivity
创建好了MySQLiteOpenHelper之后，我们需要在一个新的Activity中来使用它
这里我们使用两种方法来创建db实例，分别是SQLiteDatabase 自身的openOrCreateDatabase和我们创建的MySQLiteOpenHelper的getWritableDatabase来创建
4.3 连接SQLiteStudio实时调试
如上面的两个步骤，我们开发好了基本的App，实现了基本的点击按钮完成“增删改查的功能”，但毕竟数据库是在手机里面，我们要如何进行实时的数据库调试呢？下面介绍一种方法是基于SQLiteStudio进行的实时调试方案 由于SQLite数据库是以db文件的形式保存在手机目录上的，我们无法直接便捷的实时获取到SQLite的内容，因此我们需要借助SQLiteStudio的端到端通信功能来获取SQLite的数据。
4.3.1 SQLiteStudio环境配置
步我们需要导出SQLiteStudio 的Remote Jar包，导出的步骤是Tools->Get Android Connect Jar File来获取到Jar包，并把Jar包放在项目的根目录/libs下面。
我们需要开启SQLiteStudio 的SQLite数据库调试的权限，步骤是通过Tools->Open configuration dialog打开配置界面，在插件栏勾选SQLite选项。
4.3.2 Android项目环境配置
配置好了SQLiteStudio之后，下面我们来配置我们的App项目，我们之前已经引入了Remote Jar包，放在我们的根目录/libs下面，下面我们还需要项目的build.gradle文件中在写入implementation fileTree(include: ['*.jar'], dir: 'libs')来保证libs下所有的Jar包能够正常的导入。
导入Jar包之后我们只需要在我们的Activity中加上一行代码SQLiteStudioService.instance().start(this);即可在我们的Activity一开启的时候就启动SQLiteStudioService的实例，监听Android的xxx端口，等待远程的SQLiteStudio来连接。
4.3.3 SQLiteStudio连接手机实时调试
配置好App之后，只需要启动App，便可以在目录下创建好db文件，然后我们就可以在SQLiteStudio界面进行远程连接了。
添加的步骤和之前类似，不过数据类型方面我们选择Android SQLite，之后在选择db文件上，我们选择port forwarding，连接到某台手机的12121端口（也就是之前说的）SQLiteStudioService的实例监听的端口，之后就可以愉快的调试了。
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