tizen-database/database.hpp

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  15  */
  16
  17 #ifndef TIZEN_DATABASE_DATABASE_HPP_
  18 #define TIZEN_DATABASE_DATABASE_HPP_
  19
  20 #include <sqlite3.h>
  21
  22 #include <functional>
  23 #include <list>
  24 #include <map>
  25 #include <memory>
  26 #include <optional>
  27 #include <string>
  28 #include <tuple>
  29 #include <utility>
  30 #include <variant>
  31 #include <vector>
  32
  33 namespace tizen_base {
  34
  35 template<std::size_t N>
  36 struct num {
  37   static const constexpr auto value = N;
  38 };
  39
  40 template <class F, std::size_t... Is>
  41 void for_(F func, std::index_sequence<Is...>) {
  42   (func(num<Is>{}), ...);
  43 }
  44
  45 template <std::size_t N, typename F>
  46 void for_(F func) {
  47   for_(func, std::make_index_sequence<N>());
  48 }
  49
  50 using DbType = std::optional<std::variant<int, double, std::string,
  51     std::vector<unsigned char>>>;
  52
  53 class DbException : public std::runtime_error {
  54  public:
  55   explicit DbException(const std::string& msg, int code = SQLITE_ERROR)
  56       : std::runtime_error(msg), code_(code) {
  57   }
  58
  59   DbException(const std::string& msg, int code, const std::string& file,
  60       int line) : std::runtime_error(msg), code_(code) {
  61     msg_ = msg + " at " + file + ":" + std::to_string(line);
  62   }
  63
  64   int code() const {
  65     return code_;
  66   }
  67
  68   const char* msg() const {
  69     if (msg_.empty())
  70       return what();
  71     return msg_.c_str();
  72   }
  73
  74  private:
  75   int code_;
  76   std::string msg_;
  77 };
  78
  79 class AutoDbType {
  80  public:
  81   AutoDbType() = default;
  82   explicit AutoDbType(DbType db_type) : db_type_(db_type) {}
  83
  84   explicit operator int () {
  85     if (!db_type_)
  86       throw DbException("invalid type conversion from nullopt to int");
  87     return std::get<int>(*db_type_);
  88   }
  89
  90   explicit operator std::string () {
  91     if (!db_type_) {
  92       throw DbException(
  93           "invalid type conversion from nullopt to string");
  94     }
  95
  96     return std::get<std::string>(*db_type_);
  97   }
  98
  99   explicit operator double () {
 100     if (!db_type_) {
 101       throw DbException(
 102           "invalid type conversion from nullopt to double");
 103     }
 104
 105     return std::get<double>(*db_type_);
 106   }
 107
 108   explicit operator std::vector<unsigned char> () {
 109     if (!db_type_) {
 110       throw DbException(
 111           "invalid type conversion from nullopt to std::vector<unsigned char>");
 112     }
 113
 114     return std::get<std::vector<unsigned char>>(*db_type_);
 115   }
 116
 117   operator std::optional<int> () {
 118     if (!db_type_)
 119       return std::nullopt;
 120     return std::get<int>(*db_type_);
 121   }
 122
 123   operator std::optional<std::string> () {
 124     if (!db_type_)
 125       return std::nullopt;
 126     return std::get<std::string>(*db_type_);
 127   }
 128
 129   operator std::optional<double> () {
 130     if (!db_type_)
 131       return std::nullopt;
 132     return std::get<double>(*db_type_);
 133   }
 134
 135   operator std::optional<std::vector<unsigned char>> () {
 136     if (!db_type_)
 137       return std::nullopt;
 138     return std::get<std::vector<unsigned char>>(*db_type_);
 139   }
 140
 141  private:
 142   DbType db_type_;
 143 };
 144
 145 using _ = AutoDbType;
 146
 147 class Database {
 148  public:
 149   class TransactionGuard {
 150    public:
 151     TransactionGuard(const TransactionGuard&) = delete;
 152     TransactionGuard& operator = (const TransactionGuard&) = delete;
 153
 154     TransactionGuard(TransactionGuard&& t) noexcept {
 155       db_ = t.db_;
 156       t.db_ = nullptr;
 157     }
 158
 159     TransactionGuard& operator = (TransactionGuard&& t) noexcept {
 160       if (this != &t) {
 161         if (db_)
 162           sqlite3_exec(db_, "ROLLBACK", nullptr, nullptr, nullptr);
 163         db_ = t.db_;
 164         t.db_ = nullptr;
 165       }
 166
 167       return *this;
 168     }
 169
 170     explicit TransactionGuard(sqlite3* db) : db_(db) {
 171       int r = sqlite3_exec(db, "BEGIN DEFERRED", nullptr, nullptr, nullptr);
 172       if (r != SQLITE_OK) {
 173         throw DbException("begin transaction failed", r);
 174       }
 175     }
 176
 177     ~TransactionGuard() {
 178       if (db_)
 179         sqlite3_exec(db_, "ROLLBACK", nullptr, nullptr, nullptr);
 180     }
 181
 182     int Commit() {
 183       int ret = sqlite3_exec(db_, "COMMIT", nullptr, nullptr, nullptr);
 184       if (ret != SQLITE_OK) {
 185         sqlite3_exec(db_, "ROLLBACK", nullptr, nullptr, nullptr);
 186       }
 187
 188       db_ = nullptr;
 189       return ret;
 190     }
 191
 192    private:
 193     sqlite3* db_ = nullptr;
 194   };
 195
 196   class Sql {
 197    public:
 198     Sql(std::string query) : query_(std::move(query)) {}
 199
 200     Sql& Bind(std::string val) {
 201       if (empty_string_as_null_ && val.empty())
 202         bindings_.push_back(DbType(std::nullopt));
 203       else
 204         bindings_.push_back(DbType(std::move(val)));
 205       return *this;
 206     }
 207
 208     Sql& Bind(int val) {
 209       bindings_.push_back(DbType(val));
 210       return *this;
 211     }
 212
 213     Sql& Bind(double val) {
 214       bindings_.push_back(DbType(val));
 215       return *this;
 216     }
 217
 218     Sql& Bind(std::vector<unsigned char> val) {
 219       if (empty_vector_as_null_ && val.empty())
 220         bindings_.push_back(DbType(std::nullopt));
 221       else
 222         bindings_.push_back(DbType(std::move(val)));
 223       return *this;
 224     }
 225
 226     Sql& Bind(const std::nullopt_t val) {
 227       bindings_.push_back(DbType(val));
 228       return *this;
 229     }
 230
 231     Sql& Bind(int pos, std::string val) {
 232       if (empty_string_as_null_ && val.empty())
 233         binding_map_[pos] = DbType(std::nullopt);
 234       else
 235         binding_map_[pos] = DbType(std::move(val));
 236       return *this;
 237     }
 238
 239     Sql& Bind(int pos, int val) {
 240       binding_map_[pos] = DbType(val);
 241       return *this;
 242     }
 243
 244     Sql& Bind(int pos, double val) {
 245       binding_map_[pos] = DbType(val);
 246       return *this;
 247     }
 248
 249     Sql& Bind(int pos, std::vector<unsigned char> val) {
 250       if (empty_vector_as_null_ && val.empty())
 251         binding_map_[pos] = DbType(std::nullopt);
 252       else
 253         binding_map_[pos] = DbType(std::move(val));
 254       return *this;
 255     }
 256
 257     Sql& Bind(int pos, const std::nullopt_t& val) {
 258       binding_map_[pos] = DbType(val);
 259       return *this;
 260     }
 261
 262     Sql& Bind(std::string name, std::string val) {
 263       if (empty_string_as_null_ && val.empty())
 264         binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(std::nullopt);
 265       else
 266         binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(std::move(val));
 267       return *this;
 268     }
 269
 270     Sql& Bind(std::string name, int val) {
 271       binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(val);
 272       return *this;
 273     }
 274
 275     Sql& Bind(std::string name, double val) {
 276       binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(val);
 277       return *this;
 278     }
 279
 280     Sql& Bind(std::string name, std::vector<unsigned char> val) {
 281       if (empty_vector_as_null_ && val.empty())
 282         binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(std::nullopt);
 283       else
 284         binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(std::move(val));
 285       return *this;
 286     }
 287
 288     Sql& Bind(std::string name, const std::nullopt_t& val) {
 289       binding_name_map_[std::move(name)] = DbType(val);
 290       return *this;
 291     }
 292
 293     const std::vector<DbType>& GetBindings() const {
 294       return bindings_;
 295     }
 296
 297     const std::map<int, DbType>& GetBindingMap() const {
 298       return binding_map_;
 299     }
 300
 301     const std::map<std::string, DbType>& GetBindingNameMap() const {
 302       return binding_name_map_;
 303     }
 304
 305     const std::string& GetQuery() const {
 306       return query_;
 307     }
 308
 309     Sql& SetEmptyStringAsNull(bool as_null) {
 310       empty_string_as_null_ = as_null;
 311       return *this;
 312     }
 313
 314     Sql& SetEmptyVectorAsNull(bool as_null) {
 315       empty_vector_as_null_ = as_null;
 316       return *this;
 317     }
 318
 319     Sql& Reset() {
 320       bindings_.clear();
 321       binding_map_.clear();
 322       binding_name_map_.clear();
 323       empty_string_as_null_ = false;
 324       empty_vector_as_null_ = false;
 325       return *this;
 326     }
 327
 328    private:
 329     std::string query_;
 330     std::vector<DbType> bindings_;
 331     std::map<int, DbType> binding_map_;
 332     std::map<std::string, DbType> binding_name_map_;
 333     bool empty_string_as_null_ = false;
 334     bool empty_vector_as_null_ = false;
 335   };
 336
 337   class Result {
 338    public:
 339     Result() = default;
 340     ~Result() {
 341       if (stmt_)
 342         sqlite3_finalize(stmt_);
 343     }
 344
 345     Result(const Result&) = delete;
 346     Result& operator = (const Result&) = delete;
 347
 348     Result(Result&& r) noexcept {
 349       stmt_ = r.stmt_;
 350       r.stmt_ = nullptr;
 351     }
 352
 353     Result& operator = (Result&& r) noexcept {
 354       if (this != &r) {
 355         if (stmt_)
 356           sqlite3_finalize(stmt_);
 357         stmt_ = r.stmt_;
 358         r.stmt_ = nullptr;
 359       }
 360
 361       return *this;
 362     }
 363
 364     class Record {
 365      public:
 366       explicit Record(const sqlite3_stmt* stmt) : stmt_(stmt) {}
 367
 368       AutoDbType Get(int pos) const {
 369         sqlite3_stmt* stmt = const_cast<sqlite3_stmt*>(stmt_);
 370         int type = sqlite3_column_type(stmt, pos);
 371
 372         DbType dbt;
 373         if (type == SQLITE_TEXT) {
 374           dbt = DbType(reinterpret_cast<const char*>(
 375               sqlite3_column_text(stmt, pos)));
 376         } else if (type == SQLITE_INTEGER) {
 377           dbt = DbType(sqlite3_column_int(stmt, pos));
 378         } else if (type == SQLITE_FLOAT) {
 379           dbt = DbType(sqlite3_column_double(stmt, pos));
 380         } else if (type == SQLITE_BLOB) {
 381           const unsigned char* val = reinterpret_cast<const unsigned char*>(
 382               sqlite3_column_blob(stmt, pos));
 383           int len = sqlite3_column_bytes(stmt, pos);
 384
 385           if (!val || len < 0) {
 386             throw DbException("invalid blob");;
 387           } else {
 388             dbt = DbType(std::vector<unsigned char>(val, val + len));
 389           }
 390         } else if (type == SQLITE_NULL) {
 391           dbt = DbType(std::nullopt);
 392         } else {
 393           throw DbException("invalid column type", type);
 394         }
 395
 396         return AutoDbType(dbt);
 397       }
 398
 399       template <typename ...Types>
 400       auto Get() const {
 401         std::tuple<Types...> t;
 402         int pos = 0;
 403         for_<std::tuple_size_v<std::tuple<Types...>>>([&] (auto i) {
 404           std::get<i.value>(t) = Get(pos++);
 405         });
 406
 407         return t;
 408       }
 409
 410      private:
 411       const sqlite3_stmt* stmt_;
 412     };
 413
 414     class Iterator {
 415      public:
 416       explicit Iterator(sqlite3_stmt* stmt) : stmt_(stmt) {}
 417
 418       Record operator*() { return Record(stmt_); }
 419
 420       bool operator != (const Iterator& rhs) const {
 421         return stmt_ != rhs.stmt_;
 422       }
 423
 424       void operator ++() {
 425         int r = sqlite3_step(stmt_);
 426         if (r != SQLITE_ROW)
 427           stmt_ = nullptr;
 428       }
 429
 430      private:
 431       sqlite3_stmt* stmt_ = nullptr;
 432     };
 433
 434     Iterator begin() const {
 435       return Iterator(stmt_);
 436     }
 437
 438     Iterator end() const {
 439       return Iterator(nullptr);
 440     }
 441
 442     explicit operator bool() {
 443       if (stmt_ == nullptr)
 444         return false;
 445       return true;
 446     }
 447
 448     explicit operator int() {
 449       if (db_ == nullptr)
 450         return SQLITE_ERROR;
 451       return sqlite3_errcode(db_);
 452     }
 453
 454     operator const char*() {
 455       if (db_ == nullptr)
 456         return "";
 457       return sqlite3_errmsg(db_);
 458     }
 459
 460     template <class T>
 461     std::vector<T> ToVector() {
 462       if (stmt_ == nullptr)
 463         return {};
 464
 465       std::vector<T> vec;
 466       for (const auto& rec : *this) {
 467         T t;
 468         t(rec);
 469         vec.push_back(std::move(t));
 470       }
 471
 472       return vec;
 473     }
 474
 475     template <class T>
 476     std::list<T> ToList() {
 477       if (stmt_ == nullptr)
 478         return {};
 479
 480       std::list<T> l;
 481       for (const auto& rec : *this) {
 482         T t;
 483         t(rec);
 484         l.push_back(std::move(t));
 485       }
 486
 487       return l;
 488     }
 489
 490     template <class T>
 491     std::optional<T> GetFirst() {
 492       if (stmt_ == nullptr)
 493         return std::nullopt;
 494       for (const auto& rec : *this) {
 495         T t;
 496         t(rec);
 497         return t;
 498       }
 499
 500       return std::nullopt;
 501     }
 502
 503     std::optional<Record> GetFirstRecord() {
 504       if (stmt_ == nullptr)
 505         return std::nullopt;
 506       for (const auto& rec : *this) {
 507         return rec;
 508       }
 509
 510       return std::nullopt;
 511     }
 512
 513     sqlite3_stmt* GetRaw() const {
 514       return stmt_;
 515     }
 516
 517     const std::string& GetQuery() const {
 518       return query_;
 519     }
 520
 521    private:
 522     friend class Database;
 523     Result(sqlite3_stmt* stmt, sqlite3* db, std::string query)
 524         : stmt_(stmt), db_(db), query_(std::move(query)) {}
 525
 526     sqlite3_stmt* stmt_ = nullptr;
 527     sqlite3* db_ = nullptr;
 528     std::string query_;
 529   };
 530
 531   Database(std::string db, int flags) {
 532     int r = sqlite3_open_v2(db.c_str(), &db_, flags, nullptr);
 533     if (r != SQLITE_OK)
 534       throw DbException("open failed", r);
 535   }
 536
 537   Database(std::string db, int flags, std::function<bool(int)> busy_handler) {
 538     int r = sqlite3_open_v2(db.c_str(), &db_, flags, nullptr);
 539     if (r != SQLITE_OK)
 540       throw DbException("sqlite3_open_v2() failed", r);
 541
 542     busy_handler_ = std::move(busy_handler);
 543     r = sqlite3_busy_handler(db_, [](void* data, int count) {
 544       Database* pDb = static_cast<Database*>(data);
 545       if (pDb->busy_handler_(count))
 546         return 1;
 547       return 0;
 548     }, this);
 549
 550     if (r != SQLITE_OK) {
 551       sqlite3_close_v2(db_);
 552       throw DbException("sqlite3_busy_handler() failed", r);
 553     }
 554   }
 555
 556   ~Database() {
 557     if (db_)
 558       sqlite3_close_v2(db_);
 559   }
 560
 561   Database() = default;
 562   Database(const Database&) = delete;
 563   Database& operator = (const Database&) = delete;
 564
 565   Database(Database&& db) noexcept {
 566     db_ = db.db_;
 567     db.db_ = nullptr;
 568   }
 569
 570   explicit operator bool() {
 571     if (db_ == nullptr)
 572       return false;
 573     return true;
 574   }
 575
 576   Database& operator = (Database&& db) noexcept {
 577     if (this != &db) {
 578         if (db_)
 579           sqlite3_close_v2(db_);
 580         db_ = db.db_;
 581         db.db_ = nullptr;
 582     }
 583
 584     return *this;
 585   }
 586
 587   TransactionGuard CreateTransactionGuard() const {
 588     return TransactionGuard(db_);
 589   }
 590
 591   Result Exec(const Sql& sql) const {
 592     if (!db_)
 593       throw DbException("Not opened");
 594
 595     sqlite3_stmt* stmt = nullptr;
 596     int r = sqlite3_prepare_v2(db_, sql.GetQuery().c_str(),
 597         -1, &stmt, nullptr);
 598     if (r != SQLITE_OK) {
 599       return { nullptr, nullptr, "" };
 600     }
 601
 602     std::unique_ptr<sqlite3_stmt, decltype(sqlite3_finalize)*> stmt_auto(stmt,
 603         sqlite3_finalize);
 604     int pos = 1;
 605     for (const auto& i : sql.GetBindings()) {
 606       Bind(pos++, i, stmt);
 607     }
 608
 609     for (const auto& i : sql.GetBindingMap()) {
 610       Bind(i.first, i.second, stmt);
 611     }
 612
 613     for (const auto& i : sql.GetBindingNameMap()) {
 614       int pos = sqlite3_bind_parameter_index(stmt, i.first.c_str());
 615       if (pos == 0)
 616         throw DbException("Invalid binding");
 617       Bind(pos, i.second, stmt);
 618     }
 619
 620     r = sqlite3_step(stmt);
 621     if (r != SQLITE_ROW && r != SQLITE_DONE) {
 622       return { nullptr, db_, "" };
 623     }
 624
 625     return { stmt_auto.release(), db_, sql.GetQuery() };
 626   }
 627
 628   bool Exec(const Sql& sql, const Result& previous_stmt) {
 629     if (sql.GetQuery() != previous_stmt.GetQuery())
 630       throw DbException("Query is different");
 631
 632     sqlite3_stmt* stmt = previous_stmt.GetRaw();
 633     if (!stmt)
 634       return false;
 635
 636     int r = sqlite3_reset(stmt);
 637     if (r != SQLITE_ROW && r != SQLITE_DONE && r != SQLITE_OK)
 638       return false;
 639
 640     int pos = 1;
 641     for (const auto& i : sql.GetBindings()) {
 642       Bind(pos++, i, stmt);
 643     }
 644
 645     for (const auto& i : sql.GetBindingMap()) {
 646       Bind(i.first, i.second, stmt);
 647     }
 648
 649     for (const auto& i : sql.GetBindingNameMap()) {
 650       int pos = sqlite3_bind_parameter_index(stmt, i.first.c_str());
 651       if (pos == 0)
 652         throw DbException("Invalid binding");
 653       Bind(pos, i.second, stmt);
 654     }
 655
 656     r = sqlite3_step(stmt);
 657     if (r != SQLITE_ROW && r != SQLITE_DONE)
 658       return false;
 659
 660     return true;
 661   }
 662
 663  private:
 664   void Bind(int pos, const DbType& type, sqlite3_stmt* stmt) const {
 665     int r;
 666     if (!type) {
 667       r = sqlite3_bind_null(stmt, pos);
 668       if (r != SQLITE_OK) {
 669         throw DbException("Invalid binding", r);
 670       }
 671
 672       return;
 673     }
 674
 675     if (const std::string* pstr = std::get_if<std::string>(&(*type))) {
 676       r = sqlite3_bind_text(stmt, pos, (*pstr).c_str(), -1,
 677           SQLITE_TRANSIENT);
 678     } else if (const int* pint = std::get_if<int>(&(*type))) {
 679       r = sqlite3_bind_int(stmt, pos, (*pint));
 680     } else if (const double* pdouble = std::get_if<double>(&(*type))) {
 681       r = sqlite3_bind_double(stmt, pos, (*pdouble));
 682     } else if (const std::vector<unsigned char>* pvector =
 683         std::get_if<std::vector<unsigned char>>(&(*type))) {
 684       r = sqlite3_bind_blob(stmt, pos, (*pvector).data(),
 685           (*pvector).size(), nullptr);
 686     } else {
 687       r = -1;
 688     }
 689
 690     if (r != SQLITE_OK) {
 691       throw DbException("Invalid binding");
 692     }
 693   }
 694
 695  private:
 696   sqlite3* db_ = nullptr;
 697   std::function<bool(int)> busy_handler_;
 698 };
 699
 700 }  // namespace tizen_base
 701
 702 #endif  // TIZEN_DATABASE_DATABASE_HPP_