GYDataCenter:高性能数据库框架

GYDataCenter是一个 SQLite 数据库框架,提供了一套简单易用的面向对象的数据操作接口,同时保留了 SQL 查询的灵活性。GYDataCenter 简单易上手,相对于 CoreData,GYDataCenter 的学习成本更低。同时,根据自己的需求,开发者可以更方便地划分数据库,设计数据库表,数据库索引等。

概览

GYDataCenter 具有以下特性:

面向对象的数据操作接口

使用 SQLite 的 where 语句做为查询条件

自动创建及更新数据库表

高性能 cache 层

faulting 机制(类似 Core Data)

自动批量写入磁盘

使用ANALYZE优化查询

使用方法

1)把 model 类继承于 GYModelObject。

@interfaceEmployee:GYModelObject

@property(nonatomic,assign)NSIntegeremployeeId;

@property(nonatomic,strong)NSString*name;

@property(nonatomic,strong)NSDate*dateOfBirth;

@property(nonatomic,strong) Department *department;

@end

2)实现下面的 protocol 方法,指定数据库名,表名,指定哪个 property 做为主键(主键可以为 nil),以及哪些 property 需要持久化。

+ (NSString*)dbName {

return@"GYDataCenterTests";

}

+ (NSString*)tableName {

return@"Employee";

}

+ (NSString*)primaryKey {

return@"employeeId";

}

+ (NSArray*)persistentProperties {

staticNSArray*properties =nil;

if(!properties) {

properties = @[

@"employeeId",

@"name",

@"dateOfBirth",

@"department"

];

});

returnproperties;

}

3)实现上面方法后,即可以存储,查询,更新数据。

Employee *employee = ...

[employee save];

employee = [Employee objectForId:@1];

NSArray*employees = [Employee objectsWhere:@"WHERE employeeId < ? ORDER BY employeeId"

arguments:@[ @10]];

4) 这里的查询条件使用的还是 SQL 的 where 语句,这样做有两个好处:

学习成本低。如果你已经熟悉 SQL 的语法,GYDataCenter 可以很快上手,你无需再学习一套新的查询语法。

保持了 SQL 查询的灵活性。

实际上,跟原生 SQL 一样,除了 where 语句,你也可以直接使用 order by,limit 等其它语句:

NSArray*employees = [Employee objectsWhere:@"ORDER BY employeeId"

arguments:nil];

NSArray*employees = [Employee objectsWhere:@"LIMIT 1"

arguments:nil];

甚至是内嵌查询:

NSArray*employees = [Employee objectsWhere:@"WHERE department in (SELECT departmentId from department WHERE name = ?)"

arguments:@[@"Human Resource"]];

特性

自动创建及更新数据库表

如上面所示,开发者只需把 model 继承于 GYModelObject,并实现必要的 protocol 方法,即可以存储,查询,更新 model 对象了。开发者无需自己创建数据库,数据库表等,GYDataCenter 会自动创建。

并且,当一个数据库表已经存在时,如果开发者添加了新的持久化的 property,GYDataCenter 也会自动更新数据库表,添加相应的 column 定义。

但是,GYDataCenter不能自动删除或修改已经存在的 column,如果开发者因业务变更需要这样做,开发者只能自己创建一个新表,并把数据迁移过去。

GYDataCenter 同样能自动创建及修改数据库索引,开发者只需实现下面方法。与 property 不同,已存在的索引是可以自动删除的。

+ (NSArray*)indices {

return@[

@[@"dateOfBirth"],

@[@"department",@"name"]

];

}

关系型 property 及 faulting

如上面所示,持久化 property 的类型可以是另外一个 model 类型。比如Employee有一个属性 department,该属性的类型为Department。这种属性称为关系型 property。对于关系型 property,必须在实现里定义为 dynamic:

@dynamic department;

对于上面的关系型 property,GYDataCenter 会在 Employee 的数据库表里添加一个 column,用于存储 department 的主键值。当调用[employee save]时,GYDataCenter 会把 department 的主键值存在新插入的 Employee 数据库记录里。但是 GYDataCenter不会把整个 department 存在 Department 表里。当开发者需要这样做时,需要显示地调用 save:

[employee save];

[employee.department save];

当开发者通过查询接口从 GYDataCenter 里拿出 Empolyee 对象时,属性 department 不会被完全赋值。属性 department 会指向一个 Department 对象,但该对象只有主键值被初始化了。当代码里第一次访问属性 department 时,department 才被完全赋值,这个过程对开发者是透明的。这个机制叫 faulting,与 Core Data 类似。

Faulting 机制避免了拿一个对象时把它所有的关系对象,以及关系对象的关系对象都拿出来。这样带来了两个好处:

减少内存使用。

提高查询性能。

高性能 cache 层

与 FMDatabaseQueue 建议的一致,GYDataCenter 对于每一个数据库(dbName 相同)的所有操作,都放在同一个队列排队执行,这样做既保证了线程安全,同时又保证了数据的一致性。实际上,GYDataCenter 底层用的正是 FMDatabaseQueue。

为了提高性能,GYDataCenter 还对 model 对象做了 cache,cache 以 model 对象的主键值为索引。开发者可以为每个 model 类型指定是否要 cache,以及在 memory warning 时是否要回收 cache。GYDataCenter 对于每一个数据库的所有 cache 的操作,同样也放在一个队列排队执行,具体流程如下:

1)按主键的查询操作

先到 cache 队列查询 cache 是否存在,存在则返回,不存在则同步到 DB 队列查询数据库,从 DB 队列返回后,回到 cache 队列先更新 cache,然后再返回。

GYDataCenter:高性能数据库框架_第1张图片

2)按 where 的查询操作

先进 cache 队列,通过 cache 队列同步调起 DB 队列查询数据库,并组装对象。在组装对象时,对于每一条记录先拿出主键值到 cache 查询一下对象是否存在,如果存在则直接使用,不存在则生成新的对象,并拿出其它 column 值以初始化新生成的对象。所有对象组装完后,返回 cache 队列,更新 cache 并返回。

3)写操作

先到 cache 队列更新 cache,然后异步调起 DB 队列执行数据库操作。

GYDataCenter:高性能数据库框架_第2张图片

自动批量写入

我们都知道,当数据库连续执行多个写操作时,可以通过事务(transaction)把多个写操作包在一起,一次性写入磁盘以提高性能。GYDataCenter 利用这点,自动地把多个 DB 操作包在一个事务中,以提高性能。

前面说过,对于同一个数据库的所有操作,都放到一个队列排队执行。由于对于同一个数据库,只有一个数据库句柄,且只有一个线程,使得自动批量写入 DB 成为可能。当数据库连接建立时,GYDataCenter 即马上开始一个事务,并且每隔一个固定的时间(默认 1 秒),GYDataCenter 就会把事务提交后再马上开始一个新的事务。

这种优化对于写操作频繁的情况特别有效,当然,对于读操作也是有帮助的。如果不手动加事务,SQLite 会为每个 SQL 的执行创建一个事务,把多个 SQL 的执行包在一个事务中,避免了创建多个事务的开销。

虽然不断地定时提交事务, GYDataCenter 仍然支持多个请求的原子操作。GYDataCenter 提供了-inTransaction:dbName:接口,在该接口的开始,GYDataCenter 会把定时事务提交暂停,并把上一个事务提交掉。接着,把参数 block 里的多个操作包在一个事务里,并在该接口结束时恢复定时事务提交。

ANALYZE 优化查询

ANALYZE是 SQLite 提供的一个工具,执行 ANALYZE 命令后 SQLite 会收集数据和索引的统计信息,并将这些统计信息存于数据库文件的一个内部表里(sqlite_stat1)。这些统计数据可以帮助 SQLite 在执行 SQL 时选择更优的策略,从而提高数据库性能。

ANALYZE 命令产生的统计数据不会自动更新,随着数据库写操作的不断累积,这些统计信息会变得不准确,需要重新执行 ANALYZE 命令。根据这点,GYDataCenter 统计写操作的次数,当写操作累计达到一定次数时(默认 500),GYDataCenter 会在 app 进入后台时执行一次 ANALYZE 命令,以此优化性能。

ANALYZE 命令的执行是比较快的,在实际项目的实践中发现,ANALYZE 命令的执行时间是几十毫秒级别,因此,不必担心由于 ANALYZE 执行太慢导致 app 被系统 kill 掉。转

你可能感兴趣的:(GYDataCenter:高性能数据库框架)