Androidアプリ開発 Compose x Room を使って Database を操作する

以前に ROOMを使わずにSQLiteを扱う、Androidアプリ開発の記事で、SQLiteOpenHelperを使ったSQLiteデーターベースアクセスを行いました。SQLiteOpenHelperを使った方法は、シンプルゆえにテーブル毎にSQLクエリを自前で実装しなければならず、ボイラープレートコードが多く発生します。また、SQLの構文チェックもしづらいため、記述間違いによるバグが起こりやすく、開発速度が上がりませんでした。そこで今回は、Androidアプリ開発で推奨だれるRoomを導入してみました。パッケージのインストールがやや複雑で、つまづいた部分などを含め忘備録として残しておきます。

後半ではRoomを使ったサンプルコードを紹介します。 Google Codelab Room を使用してデータを永続化するのCodelaboのサンプルを参考に、Roomを使うために最小限の構成で制作してみました。ただし、アーキテクチャはCodelaboと同様なので、かなり実践的に使えるものとなってます。

開発環境
1. 新規プロジェクトの作成
パッケージ＆プラグインのインストール
1. Room関係のパッケージをインストール
1. KSPプラグインのインストール
1. Javaバージョンを統一する
【Roomの導入 Step1】エンティティを作成する
【Roomの導入 Step2】DAOを作成する
【Roomの導入 Step3】データベースインスタンスを作成する
【Roomの導入 Step4】リポジトリを実装する
1. リポジトリのインターフェースの作成
1. リポジトリインターフェースの実装
1. コンテナの作成
【Roomの導入 Step5】Applicationの実装
【Roomの導入 Step6】AppViewModelProvider
【Roomの導入 Step7】UIの実装
1. HomeScreen
1. HomeViewModel
まとめ

開発環境

項目	バージョン
macOS	13.2
Android Studio	Hedgehog 2023.1.1 Patch 2

新規プロジェクトの作成

ここから解説するサンプルコードは、Android Studio 2023でEmpty Activityの新規プロジェクトを作成したところからです。KotlinおよびComposeの使用、ビルドスクリプトは.ktsを前提に解説します。

パッケージ＆プラグインのインストール

この記事でインストールしたパッケージ:

パッケージ名	バージョン	備考
androidx.room:room-runtime	2.6.1	Roomで必要
androidx.room:room-compiler	2.6.1	Roomで必要
androidx.room:room-ktx	2.6.1	Roomで必要
androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-compose	2.7.0	ViewModelで必要

使用するプラグイン:

項目	バージョン	備考
com.google.devtools.ksp	1.9.0-1.0.13	Roomで必要
org.jetbrains.kotlin.android	1.9.0	デフォルト

Room関係のパッケージをインストール

モジュールレベルの Gradle ファイル build.gradle.kts を開き、dependencies ブロックに以下を追加します:

build.gradle.kts

implementation("androidx.room:room-runtime:${rootProject.extra["room_version"]}") // 追加
ksp("androidx.room:room-compiler:${rootProject.extra["room_version"]}") // 追加
implementation("androidx.room:room-ktx:${rootProject.extra["room_version"]}") // 追加
implementation("androidx.lifecycle:lifecycle-viewmodel-compose:2.7.0") // ViewModelのために追加

プロジェクトレベルの Gradle ファイル build.gradle.kts を開いて以下を追加します:

build.gradle.kts

buildscript {
    extra.apply {
        set("room_version", "2.6.1")
    }
}

AndroidX のリリースページから、Roomの最新の安定版リリースバージョン番号を確認できます。

KSPプラグインのインストール

KSP(Kotlin Symbol Processing) とは、Kotlinコードを処理するためのツールで、アノテーションプロセッサの一種です。Roomを使う際にKSPが必要となります。少しつまずきやすいのでバージョンなどに気をつけながらインストールしてください。KSPをインストールするためにプpluginsに以下を追加します:

build.gradle.kts

plugins {
    ...
    id("com.google.devtools.ksp") version "1.9.0-1.0.13"
}

今回使用するKotlinのバージョンが1.9.0だったので、KSPもそれに合わせる必要がありました。KSPにバージョンに関しては GitHubのkspリリースでご確認いただけます。

Javaバージョンを統一する

さらに、KSPとプロジェクトのJavaバージョンを合わせる必要がありました。あったため、アプリレベルのbuild.gradle.ktsを次のように変更しました:

build.gradle.kts

    compileOptions {
//        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
//        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_1_8
        sourceCompatibility = JavaVersion.VERSION_17
        targetCompatibility = JavaVersion.VERSION_17
    }
    kotlinOptions {
//        jvmTarget = "1.8"
        jvmTarget = "17"
    }

以上で、AndroidプロジェクトでRoomを使えるようになりました。ここからは実際にRoomを使ったプログラミングの例を紹介していきます。なお冒頭にも述べましたが、これから紹介するソースコードは Google Codelab Room を使用してデータを永続化するのCodelabを参考に、アレンジしたものとなります。ViewModelやComposableの基礎的な知識がある前提で読み進めてください。アーキテクチャはMVVMですが、ファクトリーメソッドや、コンテナー、DIなどの理解が要求されます。

【Roomの導入 Step1】エンティティを作成する

まずは、データベースのテーブルを表すエンティティを作成します。Users.ktとして、次のようなデータクラスを作成しました。@Entityアノテーションをつけることで、SQLiteのテーブル名と結びつく形です。

Users.kt

package com.apppppp.testroom.data

import androidx.room.Entity
import androidx.room.PrimaryKey

@Entity(tableName = "users")
data class Users(
    @PrimaryKey(autoGenerate = true)
    val id: Int = 0,
    val name: String,
    val age: Int
)

Roomを使うと、このデータクラスを元に自動でテーブルを作ってくれます。つまり、下記のSQL文を発行する手間がなくなるわけです。とっても便利。

sql

CREATE TABLE users (
    id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    name TEXT NOT NULL,
    age INTEGER NOT NULL
);

【Roomの導入 Step2】DAOを作成する

DAOはデータアクセスオブジェクトと呼ばれるもので、データベースとアプリケーション（ロジック）の間を取り持つ、抽象インターフェースです。要するに、データベースのSQLクエリを抽象化して、データベース操作を簡単にしてくれるです。

UsersDao.kt

package com.apppppp.testroom.data

import androidx.room.Dao
import androidx.room.Delete
import androidx.room.Insert
import androidx.room.OnConflictStrategy
import androidx.room.Query
import androidx.room.Update
import kotlinx.coroutines.flow.Flow

@Dao
interface UsersDao {
    @Insert(onConflict = OnConflictStrategy.IGNORE)
    suspend fun insert(item: Users)

    @Update
    suspend fun update(item: Users)

    @Delete
    suspend fun delete(item: Users)

    @Query("SELECT * from users WHERE id = :id")
    fun getItem(id: Int): Flow<Users>

    @Query("SELECT * from users ORDER BY name ASC")
    fun getAllItems(): Flow<List<Users>>
}

本来はSQLを発行して行うロジック実装を、こんな簡潔に書くことができます。Room恐るべし。

【Roomの導入 Step3】データベースインスタンスを作成する

データベースのインスタンスを作成します。これは SQLiteOpenHelper のようなものだと理解しています。 SQLiteOpenHelper と同様にシングルトンで発行し、アプリ内でインスタンスをひとつだけ持つようにします。このクラスは、のちに紹介するApplicationを継承したクラスで呼び出します

MyDatabase.kt

package com.apppppp.testroom.data

import android.content.Context
import androidx.room.Database
import androidx.room.Room
import androidx.room.RoomDatabase

/**
 * Database class with a singleton Instance object.
 */
@Database(entities = [Users::class], version = 1, exportSchema = false)
abstract class MyDatabase : RoomDatabase() {
    abstract fun usersDao(): UsersDao

    companion object {
        @Volatile
        private var INSTANCE: MyDatabase? = null

        fun getDatabase(context: Context): MyDatabase {
            return INSTANCE ?: synchronized(this) {
                Room.databaseBuilder(context, MyDatabase::class.java, "my_database").build().also { INSTANCE = it }
            }
        }
    }
}

【Roomの導入 Step4】リポジトリを実装する

Roomのベースができたところで、ここからはリポジトリを作成します。リポジトリは、ViewModelなどへデータを提供したり処理したりするための、Daoとの仲介役となります。

リポジトリのインターフェースの作成

まずはインターフェースを作成します:

UsersRepository.kt

package com.apppppp.testroom.data

import kotlinx.coroutines.flow.Flow

interface UsersRepository {

    fun getAllUsers(): Flow<List<Users>>

    fun getUserStream(id: Int): Flow<Users>

    suspend fun insertUser(user: Users)

    suspend fun updateUser(user: Users)

    suspend fun deleteUser(user: Users)
}

リポジトリインターフェースの実装

このインターフェースを実装したクラスを作成します:

OfflineUsersRepository.kt

package com.apppppp.testroom.data

import kotlinx.coroutines.flow.Flow

class OfflineUsersRepository(private val userDao: UsersDao) : UsersRepository {
    override fun getAllUsers(): Flow<List<Users>> = userDao.getAllItems()

    override fun getUserStream(id: Int): Flow<Users> = userDao.getItem(id)

    override suspend fun insertUser(user: Users) = userDao.insert(user)

    override suspend fun updateUser(user: Users) = userDao.update(user)

    override suspend fun deleteUser(user: Users) = userDao.delete(user)
}

コンテナの作成

リポジトリはViewModelなどから直接生成するのではなく、次のようなコンテナを使ってインスタンス化させます。

AppContainer.kt

package com.apppppp.testroom.data

import android.content.Context

interface AppContainer {
    val usersRepository: UsersRepository
}

class AppDataContainer(private val context: Context) : AppContainer {
    override val usersRepository: UsersRepository by lazy {
        OfflineUsersRepository(MyDatabase.getDatabase(context).usersDao())
    }
}

【Roomの導入 Step5】Applicationの実装

データベースのインスタンスを呼び出すために、Applicationを継承したカスタムクラスを作成します。ここではMyApplicationとしました。

MyApplication.kt

package com.apppppp.testroom

import android.app.Application
import com.apppppp.testroom.data.AppContainer
import com.apppppp.testroom.data.AppDataContainer

class MyApplication: Application() {
    
    /**
     * AppContainer instance used by the rest of classes to obtain dependencies
     */
    lateinit var container: AppContainer
    
    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
        container = AppDataContainer(this)
    }
}

クラスを作成したら、マニフェストのapplicationタグに追加します:

AndroidManifest.xml

    <application
        android:name=".MyApplication"
        ...

これで、アプリ起動時にMyApplicationクラスが呼び出され、データベースインスタンスがシングルトンで一度だけ生成されます。以上でRoomの設定は終わりです。ここからは、ViewModelでリポジトリを介してデータのやり取りを行うサンプルを紹介します。

【Roomの導入 Step6】AppViewModelProvider

Codelabを参考に、複数のViewModelを管理できるProviderを作ってみました:

AppViewModelProvider.kt

package com.apppppp.testroom.ui

import android.app.Application
import androidx.lifecycle.ViewModelProvider
import androidx.lifecycle.viewmodel.CreationExtras
import androidx.lifecycle.viewmodel.initializer
import androidx.lifecycle.viewmodel.viewModelFactory
import com.apppppp.testroom.MyApplication
import com.apppppp.testroom.ui.home.HomeViewModel

object AppViewModelProvider {

    val Factory = viewModelFactory {
        // Initializer for HomeViewModel
        initializer {
            HomeViewModel(inventoryApplication().container.usersRepository)
        }
    }
}

/**
 * Extension function to queries for [Application] object and returns an instance of
 * [MyApplication].
 */
fun CreationExtras.inventoryApplication(): MyApplication =
    (this[ViewModelProvider.AndroidViewModelFactory.APPLICATION_KEY] as MyApplication)

【Roomの導入 Step7】UIの実装

あとはいつも通り、Composeを使ったUIの実装を行なっていきます。今回はテストですので、一画面のみの実装となります。

HomeScreen

フロートボタンを設置して、ボタンを押すとデータベースにデータが挿入されます。そしてそのデータをLazyColumnでリスト表示させます。リストアイテムをクリックすると、そのデータがデータベースから削除され、UIも更新される仕組みにっています。

HomeScreen.kt

package com.apppppp.testroom.ui.home

import androidx.compose.foundation.clickable
import androidx.compose.foundation.layout.padding
import androidx.compose.foundation.lazy.LazyColumn
import androidx.compose.foundation.lazy.items
import androidx.compose.material.icons.Icons
import androidx.compose.material.icons.filled.Add
import androidx.compose.material3.ExperimentalMaterial3Api
import androidx.compose.material3.FloatingActionButton
import androidx.compose.material3.Icon
import androidx.compose.material3.MaterialTheme
import androidx.compose.material3.Scaffold
import androidx.compose.material3.Text
import androidx.compose.runtime.Composable
import androidx.compose.runtime.collectAsState
import androidx.compose.runtime.getValue
import androidx.compose.ui.Modifier
import androidx.compose.ui.unit.dp
import com.apppppp.testroom.ui.AppViewModelProvider
import androidx.lifecycle.viewmodel.compose.viewModel
import com.apppppp.testroom.data.Users

@Composable
fun HomeScreen(
    modifier: Modifier = Modifier,
    viewModel: HomeViewModel = viewModel(factory = AppViewModelProvider.Factory)
) {
    val homeUiState by viewModel.homeUiState.collectAsState()

    Scaffold(
        topBar = {
            Text(
                text = "ROOMテスト",
                style = MaterialTheme.typography.titleLarge,
                modifier = Modifier.padding(16.dp)
            )
        },
        floatingActionButton = {
            FloatingActionButton(
                onClick = {viewModel.addUser()},
                shape = MaterialTheme.shapes.medium,
            ) {
                Icon(
                    imageVector = Icons.Default.Add,
                    contentDescription = "追加"
                )
            }
        },
    ) { innerPadding ->
        LazyColumn(content = {
            items(items = homeUiState.userList, key = { it.id }) { user ->
                HomeListItem(
                    user = user,
                    modifier = Modifier
                        .clickable {
                            viewModel.deleteUser(user)
                        }
                )
            }
        },
            modifier = Modifier
                .padding(innerPadding)
        )
    }
}

@Composable
fun HomeListItem(user: Users, modifier: Modifier = Modifier) {
    Text(
        text = "${user.id} : ${user.name} (${user.age})",
        modifier = modifier.padding(16.dp)
    )
}

HomeViewModel

HomeViewModel.kt

package com.apppppp.testroom.ui.home

import androidx.lifecycle.ViewModel
import androidx.lifecycle.viewModelScope
import com.apppppp.testroom.data.Users
import com.apppppp.testroom.data.UsersRepository
import kotlinx.coroutines.flow.Flow
import kotlinx.coroutines.flow.SharingStarted
import kotlinx.coroutines.flow.StateFlow
import kotlinx.coroutines.flow.map
import kotlinx.coroutines.flow.stateIn
import kotlinx.coroutines.launch

class HomeViewModel(private val usersRepository: UsersRepository): ViewModel() {
    /**
     * Holds home ui state. The list of items are retrieved from [UsersRepository] and mapped to
     * [HomeUiState]
     */

    val homeUiState: StateFlow<HomeUiState> =
        usersRepository.getAllUsers().map { HomeUiState(it) }
            .stateIn(
                scope = viewModelScope,
                started = SharingStarted.WhileSubscribed(TIMEOUT_MILLIS),
                initialValue = HomeUiState()
            )

    companion object {
        private const val TIMEOUT_MILLIS = 5_000L
    }

    fun addUser() {
        viewModelScope.launch {
            val newUser = Users(name = "New User", age = 30)
            usersRepository.insertUser(newUser)
        }
    }

    fun deleteUser(user: Users) {
        viewModelScope.launch {
            usersRepository.deleteUser(user)
        }
    }
}

/**
 * Ui State for HomeScreen
 */
data class HomeUiState(val userList: List<Users> = listOf())

まとめ

今回、Roomをはじめて実装してみましたが、とても便利です。テーブル数が多くなった場合でも、Roomを使えば保守管理が行いやすそうです。パッケージのインストールに少し手間取りましたが、バージョンの互換性に気をつければクリアできる問題でした。また、RoomやViewModelの実装部分で、アーキテクチャの部分でDIやコンテンア、ファクトリーメソッドなどの実装方法がとても勉強になりました。ぜひ Google Codelab Room を使用してデータを永続化するもご参考ください。

ROOMを使わずにSQLiteを扱う、Androidアプリ開発

2024-02-15

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作成: 2024-02-27

アイデアノート > ネイティブアプリ開発

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