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数据库备份与恢复 (ArkTS)

场景介绍

如果操作或存储的过程中出现问题，开发者可以使用恢复功能，将数据库恢复到之前的状态，重新对数据库进行操作。

在数据库被篡改、删除、或者设备断电场景下，数据库可能会因为数据丢失、数据损坏、脏数据等而不可用，可以通过数据库的备份恢复能力将数据库恢复至可用状态。

键值型数据库和关系型数据库均支持对数据库的备份和恢复。另外，键值型数据库还支持删除数据库备份，以释放本地存储空间。

键值型数据库备份、恢复与删除

键值型数据库，通过backup接口实现数据库备份，通过restore接口实现数据库恢复，通过deletebackup接口删除数据库备份。具体接口及功能，可见分布式键值数据库。

  1. 创建数据库。

    (1) 创建kvManager。

    (2) 配置数据库参数。

    (3) 创建kvStore。

    // 导入模块
// 在pages目录下新建KvStoreInterface.ets
import { distributedKVStore } from '@kit.ArkData';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
import EntryAbility from '../entryability/EntryAbility';
// Logger为hilog封装后实现的打印功能
import Logger from '../common/Logger';

let kvManager: distributedKVStore.KVManager | undefined = undefined;
let kvStore: distributedKVStore.SingleKVStore | undefined = undefined;
let appId: string = 'com.example.kvstoresamples';
let storeId: string = 'storeId';
const context = EntryAbility.getContext();

// 下面所有接口的代码都实现在KvInterface中
export class KvInterface {
}
    public CreateKvManager = (() => {
  Logger.info('CreateKvManager start');
  if (typeof (kvManager) === 'undefined') {
    const kvManagerConfig: distributedKVStore.KVManagerConfig = {
      bundleName: appId,
      context: context
    };
    try {
      // 创建KVManager实例
      kvManager = distributedKVStore.createKVManager(kvManagerConfig);
      Logger.info('Succeeded in creating KVManager.');
    } catch (err) {
      Logger.error(`Failed to create KVManager. Code:${err.code},message:${err.message}`);
    }
  } else {
    Logger.info ('KVManager has created');
  }
})
    public GetKvStore = (() => {
  Logger.info('GetKvStore start');
  if (kvManager === undefined) {
    Logger.info('KvManager not initialized');
    return;
  }
  try {
    let child1 = new distributedKVStore.FieldNode('id');
    child1.type = distributedKVStore.ValueType.INTEGER;
    child1.nullable = false;
    child1.default = '1';
    let child2 = new distributedKVStore.FieldNode('name');
    child2.type = distributedKVStore.ValueType.STRING;
    child2.nullable = false;
    child2.default = 'zhangsan';

    let schema = new distributedKVStore.Schema();
    schema.root.appendChild(child1);
    schema.root.appendChild(child2);
    schema.indexes = ['$.id', '$.name'];
    // 0表示COMPATIBLE模式，1表示STRICT模式。
    schema.mode = 1;
    // 支持在检查Value时，跳过skip指定的字节数，且取值范围为[0,4M-2]。
    schema.skip = 0;

    const options: distributedKVStore.Options = {
      createIfMissing: true,
      // 设置数据库加密
      encrypt: true,
      backup: false,
      autoSync: false,
      // kvStoreType不填时，默认创建多设备协同数据库
      kvStoreType: distributedKVStore.KVStoreType.SINGLE_VERSION,
      // 多设备协同数据库：kvStoreType: distributedKVStore.KVStoreType.DEVICE_COLLABORATION,
      schema: schema,
      // schema未定义可以不填，定义方法请参考上方schema示例。
      securityLevel: distributedKVStore.SecurityLevel.S3
    };
    kvManager.getKVStore<distributedKVStore.SingleKVStore>(storeId, options,
      (err, store: distributedKVStore.SingleKVStore) => {
        if (err) {
          Logger.error(`Failed to get KVStore: Code:${err.code},message:${err.message}`);
          return;
        }
        Logger.info('Succeeded in getting KVStore.');
        kvStore = store;
        // 请确保获取到键值数据库实例后，再进行相关数据操作
      });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred. Code:${error.code},message:${error.message}`);
  }
})

  2. 使用put()方法插入数据。

    public Put = (() => {
  Logger.info('Put start');
  if (kvStore === undefined) {
    Logger.info('Put: kvStore not initialized');
    return;
  }
  const KEY_TEST_STRING_ELEMENT = 'key_test_string';
  // 如果未定义Schema则Value可以传其他符合要求的值。
  const VALUE_TEST_STRING_ELEMENT = '{"id":0, "name":"lisi"}';
  try {
    kvStore.put(KEY_TEST_STRING_ELEMENT, VALUE_TEST_STRING_ELEMENT, (err) => {
      if (err !== undefined) {
        Logger.error(`Failed to put data. Code:${err.code},message:${err.message}`);
        return;
      }
      Logger.info('Succeeded in putting data.');
    });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred. Code:${error.code},message:${error.message}`);
  }
})

  3. 使用backup()方法备份数据。

    public Backup = (() => {
  Logger.info('Backup start');
  if (kvStore === undefined) {
    Logger.info('Backup: kvStore not initialized');
    return;
  }
  let backupFile = 'BK001';
  try {
    kvStore.backup(backupFile, (err) => {
      if (err) {
        Logger.error(`Fail to backup data.code:${err.code},message:${err.message}`);
      } else {
        Logger.info('Succeeded in backing up data.');
      }
    });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred. Code:${error.code},message:${error.message}`);
  }
})

  4. 使用delete()方法删除数据（模拟意外删除、篡改场景）。

    public Delete = (() => {
  Logger.info('DeleteData start');
  if (kvStore === undefined) {
    Logger.info('DeleteData: kvStore not initialized');
    return;
  }
  const KEY_TEST_STRING_ELEMENT = 'key_test_string';
  try {
    kvStore.delete(KEY_TEST_STRING_ELEMENT, (err) => {
      if (err !== undefined) {
        Logger.error(`Failed to delete data. Code:${err.code},message:${err.message}`);
        return;
      }
      Logger.info('Succeeded in deleting data.');
    });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred. Code:${error.code},message:${error.message}`);
  }
})

  5. 使用restore()方法恢复数据。

    public Restore = (() => {
  Logger.info('Restore start');
  if (kvStore === undefined) {
    Logger.info('Restore: kvStore not initialized');
    return;
  }
  let backupFile = 'BK001';
  try {
    kvStore.restore(backupFile, (err) => {
      if (err) {
        Logger.error(`Fail to restore data. Code:${err.code},message:${err.message}`);
      } else {
        Logger.info('Succeeded in restoring data.');
      }
    });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred. Code:${error.code},message:${error.message}`);
  }
})

  6. 当本地设备存储空间有限或需要重新备份时，还可使用deleteBackup()方法删除备份，释放存储空间。

    public DeleteBackup = (() => {
  Logger.info('DeleteBackup start');
  if (kvStore === undefined) {
    Logger.info('DeleteBackup: kvStore not initialized');
    return;
  }
  let backupFile = 'BK001';
  let files = [backupFile];
  try {
    kvStore.deleteBackup(files, (err: BusinessError, data: [string, number][]) => {
      if (err) {
        Logger.error(`Failed to delete Backup.code is ${err.code},message is ${err.message}`);
      } else {
        Logger.info(`Succeed in deleting Backup.data=${data}`);
      }
    });
  } catch (e) {
    let error = e as BusinessError;
    Logger.error(`An unexpected error occurred.code is ${error.code},message is ${error.message}`);
  }
})

关系型数据库备份

数据库操作或者存储过程中，有可能会因为各种原因发生非预期的数据库异常的情况，可以根据需要使用关系型数据库的备份能力，以便在数据库异常时，可靠高效地恢复数据保证业务数据正常使用。

关系型数据库支持手动备份和自动备份（仅系统应用可用）两种方式。

[h2]手动备份

手动备份：通过调用backup接口实现数据库手动备份。示例如下：

import { relationalStore } from '@kit.ArkData';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';
import { fileIo } from '@kit.CoreFileKit';
import { hilog } from '@kit.PerformanceAnalysisKit'
import { UIContext } from '@kit.ArkUI';
import { common } from '@kit.AbilityKit';
/* context为应用的上下文信息，由调用方自行获取，此处仅为示例。 */
const context = new UIContext().getHostContext() as common.UIAbilityContext;
let store: relationalStore.RdbStore | undefined = undefined;
const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'RdbTest.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S3
};
try {
  store = await relationalStore.getRdbStore(context, STORE_CONFIG);
  await store.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS EMPLOYEE (ID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, NAME TEXT NOT NULL, AGE INTEGER, SALARY REAL, CODES BLOB)');
  hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', 'Succeeded in getting RdbStore.');
} catch (e) {
  const err = e as BusinessError;
  hilog.error(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Failed to get RdbStore. Code:${err.code},message:${err.message}`);
}

if (!store) {
  return;
}

try {
  /**
   * "Backup.db"为备份数据库文件名，默认在RdbStore同路径下备份。
   * 也可指定绝对路径："/data/storage/el2/database/Backup.db"，文件路径需要存在，不会自动创建目录。
   */
  await store.backup('Backup.db');
  hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Succeeded in backing up RdbStore.`);
} catch (e) {
  const err = e as BusinessError;
  hilog.error(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Failed to backup RdbStore. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

关系型数据库异常重建

在创建或使用关系型数据库的过程中，抛出14800011异常错误码说明数据库出现异常，可以删除数据库后恢复数据。

需要通过在StoreConfig中配置allowRebuild参数为true以设置数据库在出现异常时自动删库。数据库重建成功后为空库，需要开发者重新建表并且使用提前备份好的数据进行数据恢复，备份操作可见关系型数据库备份，数据恢复可见关系型数据库恢复。

若数据库异常前已配置StoreConfig中的allowRebuild为true，则数据库出现异常时将自动删库。

若数据库异常前未配置StoreConfig中的allowRebuild或allowRebuild配置为false，则需将其配置为true再次进行开库。具体示例如下：

let store: relationalStore.RdbStore | undefined = undefined;
/* context为应用的上下文信息，由调用方自行获取，此处仅为示例。 */
const context = new UIContext().getHostContext() as common.UIAbilityContext;
try {
  const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
    name: 'RdbTest.db',
    securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S3,
    allowRebuild: true
  };
  store = await relationalStore.getRdbStore(context, STORE_CONFIG);
  await store.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS EMPLOYEE (ID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, NAME TEXT NOT NULL, AGE INTEGER, SALARY REAL, CODES BLOB)');
  hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', 'Succeeded in getting RdbStore.');
} catch (e) {
  const err = e as BusinessError;
  hilog.error(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Failed to get RdbStore. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

关系型数据库数据恢复

针对数据库出现异常的情况，在数据库重建成功后，需要用提前备份好的数据进行数据恢复。

恢复方式分以下两种，手动备份恢复和自动备份恢复（仅系统应用可用）。

[h2]恢复手动备份数据

关系型数据库通过调用backup接口可以实现手动备份数据库，通过restore接口可以实现手动恢复数据库。

具体恢复过程和关键示例代码片段如下，完整示例代码请结合关系型数据库的备份、重建等上下文进行实现。

  1. 抛出数据库异常错误码。

    let predicates = new relationalStore.RdbPredicates('EMPLOYEE');
if (store != undefined) {
  (store as relationalStore.RdbStore).query(predicates, ['ID', 'NAME', 'AGE', 'SALARY', 'CODES'])
    .then((result: relationalStore.ResultSet) => {
      let resultSet = result;
      try {
        /* ...
           业务的增删改逻辑
           ...
         */
        // 抛出异常
        if (resultSet?.rowCount == -1) {
          resultSet?.isColumnNull(0);
        }
        // todo resultSet.goToFirstRow()等其它接口也会抛异常
        while (resultSet.goToNextRow()) {
          hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', JSON.stringify(resultSet.getRow()));
        }
        resultSet.close();
      } catch (err) {
        if (err.code === 14800011) {
          // 执行下文的步骤，即关闭结果集之后进行数据的恢复
        }
        hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', JSON.stringify(err));
      }
    })
}

  2. 关闭所有打开着的结果集。

    let resultSets: relationalStore.ResultSet[] = []
// 使用resultSet.close()方法关闭所有打开着的结果集
for (let resultSet of resultSets) {
  try {
    resultSet.close();
  } catch (e) {
    if (e.code !== 14800014) {
      hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Code:${e.code}, message:${e.message}`);
    }
  }
}

  3. 调用restore接口恢复数据。

    let store: relationalStore.RdbStore | undefined = undefined;
/* context为应用的上下文信息，由调用方自行获取，此处仅为示例。 */
const context = new UIContext().getHostContext() as common.UIAbilityContext;
let STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'RdbTest.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S3,
  allowRebuild: true
}
try {
  /**
   * "Backup.db"为备份数据库文件名，默认在当前 store 所在路径下查找备份文件 Backup.db。
   * 如在备份时指定了绝对路径："/data/storage/el2/database/Backup.db", 需要传入绝对路径。
   */
  let backupFilePath = context.databaseDir + '/rdb/Backup.db';
  const backupExist: boolean = await fileIo.access(backupFilePath);
  if (!backupExist) {
    hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', 'Backup does not exist.');
    // todo 开库建表
    // todo 自行生成数据
    return;
  }
} catch (e) {
  hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Code:${e.code}, message:${e.message}`);
}

try {
  store = await relationalStore.getRdbStore(context, STORE_CONFIG);
  // 调用restore接口恢复数据
  await store.restore('Backup.db');
  hilog.info(DOMAIN, 'BackupAndRestore', 'Restore from backup success.');
} catch (e) {
  const err = e as BusinessError;
  hilog.error(DOMAIN, 'BackupAndRestore', `Failed to get RdbStore. Code:${err.code}, message:${err.message}`);
}

示例代码