持久化存储架构：SQL

大多数 Flutter 应用程序，无论大小，都可能在某个时候需要在用户设备上存储数据。例如，API 密钥、用户偏好设置或应离线可用的数据。

在本示例中，您将学习如何在遵循 Flutter 架构设计模式的 Flutter 应用程序中使用 SQL 集成持久化存储来处理复杂数据。

要了解如何存储更简单的键值数据，请查看 Cookbook 示例：持久化存储架构：键值数据。

阅读本示例，您应该熟悉 SQL 和 SQLite。如果您需要帮助，可以在阅读本示例之前先阅读使用 SQLite 持久化数据示例。

本示例使用 sqflite 和 sqflite_common_ffi 插件，两者结合支持移动端和桌面端。Web 端支持由实验性插件 sqflite_common_ffi_web 提供，但未包含在本示例中。

示例应用程序由单个屏幕组成，顶部有一个应用栏，中间有一个项目列表，底部有一个文本输入字段。

ToDo application in light mode

应用程序的主体包含 TodoListScreen。此屏幕包含一个 ListView，其中包含 ListTile 项目，每个项目代表一个待办事项。在底部，一个 TextField 允许用户通过输入任务描述，然后点击“添加”FilledButton 来创建新的待办事项。

用户可以点击删除 IconButton 来删除待办事项。

待办事项列表使用数据库服务本地存储，并在用户启动应用程序时恢复。

此功能遵循推荐的 Flutter 架构设计，包含 UI 层和数据层。此外，在领域层可以找到使用的数据模型。

UI 层包含 TodoListScreen 和 TodoListViewModel
领域层包含 Todo 数据类
数据层包含 TodoRepository 和 DatabaseService

TodoListScreen 是一个 Widget，负责显示和创建待办事项的 UI。它遵循 MVVM 模式，并由 TodoListViewModel 伴随，后者包含待办事项列表和三个命令：加载、添加和删除待办事项。

此屏幕分为两部分：一部分包含待办事项列表，使用 ListView 实现；另一部分是用于创建新待办事项的 TextField 和 Button。

ListView 被 ListenableBuilder 包裹，它监听 TodoListViewModel 的变化，并为每个待办事项显示一个 ListTile。

dartListenableBuilder(
  listenable: widget.viewModel,
  builder: (context, child) {
    return ListView.builder(
      itemCount: widget.viewModel.todos.length,
      itemBuilder: (context, index) {
        final todo = widget.viewModel.todos[index];
        return ListTile(
          title: Text(todo.task),
          trailing: IconButton(
            icon: const Icon(Icons.delete),
            onPressed: () => widget.viewModel.delete.execute(todo.id),
          ),
        );
      },
    );
  },
)

待办事项列表定义在 TodoListViewModel 中，并通过 load 命令加载。此方法调用 TodoRepository 并获取待办事项列表。

dartList<Todo> _todos = [];

List<Todo> get todos => _todos;

Future<Result<void>> _load() async {
  try {
    final result = await _todoRepository.fetchTodos();
    switch (result) {
      case Ok<List<Todo>>():
        _todos = result.value;
        return Result.ok(null);
      case Error():
        return Result.error(result.error);
    }
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  } finally {
    notifyListeners();
  }
}

按下 FilledButton 会执行 add 命令，并将文本控制器中的值传递进去。

dartFilledButton.icon(
  onPressed: () =>
      widget.viewModel.add.execute(_controller.text),
  label: const Text('Add'),
  icon: const Icon(Icons.add),
)

然后，add 命令调用 TodoRepository.createTodo() 方法，并传入任务描述文本，从而创建一个新的待办事项。

createTodo() 方法返回新创建的待办事项，然后将其添加到视图模型中的 _todo 列表中。

待办事项包含由数据库生成的唯一标识符。这就是为什么视图模型不创建待办事项，而是由 TodoRepository 创建的原因。

dartFuture<Result<void>> _add(String task) async {
  try {
    final result = await _todoRepository.createTodo(task);
    switch (result) {
      case Ok<Todo>():
        _todos.add(result.value);
        return Result.ok(null);
      case Error():
        return Result.error(result.error);
    }
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  } finally {
    notifyListeners();
  }
}

最后，TodoListScreen 也监听 add 命令的结果。当操作完成时，TextEditingController 会被清空。

dartvoid _onAdd() {
  // Clear the text field when the add command completes.
  if (widget.viewModel.add.completed) {
    widget.viewModel.add.clearResult();
    _controller.clear();
  }
}

当用户点击 ListTile 中的 IconButton 时，会执行 delete 命令。

dartIconButton(
  icon: const Icon(Icons.delete),
  onPressed: () => widget.viewModel.delete.execute(todo.id),
)

然后，视图模型调用 TodoRepository.deleteTodo() 方法，并传入唯一的待办事项标识符。操作成功会从视图模型和屏幕中移除待办事项。

dartFuture<Result<void>> _delete(int id) async {
  try {
    final result = await _todoRepository.deleteTodo(id);
    switch (result) {
      case Ok<void>():
        _todos.removeWhere((todo) => todo.id == id);
        return Result.ok(null);
      case Error():
        return Result.error(result.error);
    }
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  } finally {
    notifyListeners();
  }
}

本示例应用程序的领域层包含 Todo 项目数据模型。

项目由一个不可变的数据类表示。在这种情况下，应用程序使用 freezed 包来生成代码。

该类有两个属性：一个由 int 表示的 ID，以及一个由 String 表示的任务描述。

dart@freezed
abstract class Todo with _$Todo {
  const factory Todo({
    /// The unique identifier of the Todo item.
    required int id,

    /// The task description of the Todo item.
    required String task,
  }) = _Todo;
}

此功能的数据层由两个类组成：TodoRepository 和 DatabaseService。

TodoRepository 是所有待办事项的真相来源。视图模型必须使用此存储库来访问待办事项列表，并且它不应暴露任何有关它们如何存储的实现细节。

在内部，TodoRepository 使用 DatabaseService，它使用 sqflite 包实现对 SQL 数据库的访问。您可以使用其他存储包，如 sqlite3、drift，甚至云存储解决方案，如 firebase_database 来实现相同的 DatabaseService。

TodoRepository 在每次请求之前都会检查数据库是否已打开，并在必要时打开它。

它实现了 fetchTodos()、createTodo() 和 deleteTodo() 方法。

dartclass TodoRepository {
  TodoRepository({required DatabaseService database}) : _database = database;

  final DatabaseService _database;

  Future<Result<List<Todo>>> fetchTodos() async {
    if (!_database.isOpen()) {
      await _database.open();
    }
    return _database.getAll();
  }

  Future<Result<Todo>> createTodo(String task) async {
    if (!_database.isOpen()) {
      await _database.open();
    }
    return _database.insert(task);
  }

  Future<Result<void>> deleteTodo(int id) async {
    if (!_database.isOpen()) {
      await _database.open();
    }
    return _database.delete(id);
  }
}

DatabaseService 使用 sqflite 包实现对 SQLite 数据库的访问。

最好将表名和列名定义为常量，以避免在编写 SQL 代码时出现拼写错误。

dartstatic const String _todoTableName = 'todo';
static const String _idColumnName = '_id';
static const String _taskColumnName = 'task';

open() 方法打开现有数据库，如果不存在则创建一个新数据库。

dartFuture<void> open() async {
  _database = await databaseFactory.openDatabase(
    join(await databaseFactory.getDatabasesPath(), 'app_database.db'),
    options: OpenDatabaseOptions(
      onCreate: (db, version) {
        return db.execute(
          'CREATE TABLE $_todoTableName($_idColumnName INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, $_taskColumnName TEXT)',
        );
      },
      version: 1,
    ),
  );
}

请注意，id 列被设置为 primary key 和 autoincrement；这意味着每个新插入的项目都会为其 id 列分配一个新值。

insert() 方法在数据库中创建一个新的待办事项，并返回一个新创建的 Todo 实例。id 如前所述生成。

dartFuture<Result<Todo>> insert(String task) async {
  try {
    final id = await _database!.insert(_todoTableName, {
      _taskColumnName: task,
    });
    return Result.ok(Todo(id: id, task: task));
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  }
}

所有 DatabaseService 操作都使用 Result 类来返回值，正如 Flutter 架构建议所推荐的那样。这有助于在应用程序代码的后续步骤中处理错误。

getAll() 方法执行数据库查询，获取 id 和 task 列中的所有值。对于每个条目，它会创建一个 Todo 类实例。

dartFuture<Result<List<Todo>>> getAll() async {
  try {
    final entries = await _database!.query(
      _todoTableName,
      columns: [_idColumnName, _taskColumnName],
    );
    final list = entries
        .map(
          (element) => Todo(
            id: element[_idColumnName] as int,
            task: element[_taskColumnName] as String,
          ),
        )
        .toList();
    return Result.ok(list);
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  }
}

delete() 方法根据待办事项 id 执行数据库删除操作。

在这种情况下，如果未删除任何项目，则会返回一个错误，表明出现了问题。

dartFuture<Result<void>> delete(int id) async {
  try {
    final rowsDeleted = await _database!.delete(
      _todoTableName,
      where: '$_idColumnName = ?',
      whereArgs: [id],
    );
    if (rowsDeleted == 0) {
      return Result.error(Exception('No todo found with id $id'));
    }
    return Result.ok(null);
  } on Exception catch (e) {
    return Result.error(e);
  }
}

在应用程序的 main() 方法中，首先初始化 DatabaseService，它在不同平台上需要不同的初始化代码。然后，将新创建的 DatabaseService 传递给 TodoRepository，后者本身作为构造函数参数依赖项传递给 MainApp。

dartvoid main() {
  late DatabaseService databaseService;
  if (kIsWeb) {
    throw UnsupportedError('Platform not supported');
  } else if (Platform.isLinux || Platform.isWindows || Platform.isMacOS) {
    // Initialize FFI SQLite
    sqfliteFfiInit();
    databaseService = DatabaseService(databaseFactory: databaseFactoryFfi);
  } else {
    // Use default native SQLite
    databaseService = DatabaseService(databaseFactory: databaseFactory);
  }

  runApp(
    MainApp(
      // ···
      todoRepository: TodoRepository(database: databaseService),
    ),
  );
}

然后，在创建 TodoListScreen 时，也创建 TodoListViewModel 并将其 TodoRepository 作为依赖项传递给它。

dartTodoListScreen(
  viewModel: TodoListViewModel(todoRepository: widget.todoRepository),
)

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持久化存储架构：SQL

示例应用程序：待办事项列表应用程序

使用 SQL 存储复杂数据

待办事项列表表示层

待办事项列表领域层

待办事项列表数据层

整合所有概念