面试题：Flutter中SQLite数据查询与过滤的性能优化

Question

在一个大型Flutter应用中，频繁使用SQLite进行复杂的数据查询与过滤操作，导致性能下降。请分析可能影响性能的因素，并提出至少三种针对性的优化方案，同时说明每种方案在Flutter代码中的具体实现方式。

Answer 1

可能影响性能的因素

1. 频繁的数据库I/O操作：每次查询都直接与SQLite交互，I/O开销大。
2. 复杂查询语句：复杂的查询逻辑，如多表连接、嵌套子查询等，会增加数据库的处理负担。
3. 未正确使用索引：没有为经常查询的字段创建索引，导致全表扫描。
4. 数据量过大：表中数据过多，即使有索引，查询也会变慢。

优化方案及Flutter代码实现方式

1. 缓存数据
   • 原理：将经常查询的数据缓存到内存中，减少对数据库的直接查询次数。
   • 实现方式：在Flutter中，可以使用MemoryCache类来实现简单的内存缓存。例如：

class MemoryCache {
  static final MemoryCache _instance = MemoryCache._();
  factory MemoryCache() => _instance;
  MemoryCache._();

  final Map<String, dynamic> _cache = {};

  dynamic get(String key) => _cache[key];
  void put(String key, dynamic value) => _cache[key] = value;
}

在查询数据库前，先检查缓存：

final cache = MemoryCache();
dynamic data = cache.get('query_key');
if (data == null) {
  // 执行数据库查询
  data = await database.rawQuery('SELECT * FROM your_table');
  cache.put('query_key', data);
}

2. 优化查询语句
   • 原理：简化复杂查询，尽量避免不必要的子查询和多表连接，能拆分的查询尽量拆分。
   • 实现方式：假设原本有一个复杂的多表连接查询：

// 原始复杂查询
List<Map<String, dynamic>> result = await database.rawQuery('''
  SELECT a.column1, b.column2 
  FROM table1 a 
  JOIN table2 b ON a.id = b.table1_id 
  WHERE a.some_column =? AND b.another_column =?
''', ['value1', 'value2']);

可以尝试拆分成两个查询，先从table1获取符合条件的id，再根据id查询table2：

// 拆分查询
List<Map<String, dynamic>> result1 = await database.rawQuery('''
  SELECT id 
  FROM table1 
  WHERE some_column =?
''', ['value1']);
List<int> ids = result1.map((e) => e['id'] as int).toList();
List<Map<String, dynamic>> result2 = await database.rawQuery('''
  SELECT column2 
  FROM table2 
  WHERE table1_id IN (${ids.map((id) => '?').join(', ')}) AND another_column =?
''', [...ids, 'value2']);

3. 使用索引
   • 原理：为经常用于查询条件的字段创建索引，加快查询速度。
   • 实现方式：在创建表时或者之后添加索引。例如，创建表时添加索引：

await database.execute('''
  CREATE TABLE your_table (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    some_column TEXT,
    another_column TEXT
  );
  CREATE INDEX idx_some_column ON your_table(some_column);
''');

查询时就可以利用索引：

List<Map<String, dynamic>> result = await database.rawQuery('''
  SELECT * FROM your_table WHERE some_column =?
''', ['value']);

4. 分页查询
   • 原理：当数据量过大时，通过分页减少单次查询的数据量。
   • 实现方式：使用LIMIT和OFFSET关键字。例如：

int pageSize = 10;
int pageNumber = 0;
List<Map<String, dynamic>> result = await database.rawQuery('''
  SELECT * FROM your_table 
  LIMIT? OFFSET?
''', [pageSize, pageNumber * pageSize]);