CoreData Stack

在文章开始之前，我们先明确两个基本点：
1.CoreData不是线程安全的，NSManagedObject和NSManagedObjectContext只能在自身的线程中使用。
2.NSPersistentStoreCoordinator（PSC）是可以多线程共享，因此一般CoreData Stack中只使用一个。

本篇旨在讨论一种合理的CoreData Stack，下面列出4种常用CoreData Stack，我们将分别讨论它们的优劣以及展示一些基本的测试数据，测试过程或者由此推断的结论若有不妥，欢迎讨论。

Stack A

StackA

如图所示，这是最基本的CoreData Stack的形式，也是默认勾选“Use CoreData”后系统默认生成的结构。
关于CoreData入门的文章一般采取这种结构，然后会告诉你“一般的”应用只要这样就够用了。但我们轻易发现，增删改查都在主线程，数据量一大，主线程肯定是要被阻塞的。带来的唯一结果就是用户觉得你的应用很卡，不流畅。

那么问题来了，什么才是“一般的”应用，数据量要多大才算大？
我们不妨从“流畅”的角度来反推，以每秒60帧来算，每帧保持17毫秒左右。
当UI的刷新率低于60Hz，那么就会出现不流畅。
所以我们要保证耗时操作要么限制在17毫秒以内，要么到其他线程去处理。

我做了一些简单的测试，模型的属性保持10个左右，在没有任何优化的情况下，增查两种操作数据量和耗时的关系如下表所示。（iPhone 6s真机测试）

数据量	查询耗时（毫秒）	插入耗时（毫秒）
100	2.6~3.6	14~18
1000	5~21.6	26~65
10000	56~112	302~573
100000	498~539	3400~3500

以上测试大致可以知道什么是“一般的”应用：
1.单次查询限制在1000条以内
2.单次插入限制在100条以内
3.结合业务场景、老机型处理能力不同等因素，实际应用中以上两个数字必须更小。

优点：易上手，适合学习和demo演示
缺点：一言不合就阻塞主线程

注意NSFetchedResultsController(FRC)performFetch:调用时机。调用performFetch:之前insert数据不会触发代理方法。

Stack B

StackB

Stack B是CoreData多线程的经典结构，采用独立的主线程MOC和后台MOC。
这种结构可以让你灵活的运用其它线程来做增删改查，而且Background MOC可以有多个。
Background MOC可以是临时的，创建MOC非常快，不需要考虑性能问题。

我们需要考虑的是，由于NSManagedObject只能在该线程使用，因此后台MOC查询到的数据模型不能在主线程使用。需要根据objectID在主线程MOC中用objectWithID:方法重新获取数据模型。

下面是StackA和StackB的比较结果，同样是查询了70万条数据并转化成主线程可用的模型：
1.StackA用了1.35秒（直接在主线程查询，不需要转换）
2.StackB用了1.92秒（在后台线程查询，需要根据查询到的objectID，在主线程MOC用objectWithID:方法获取数据）

其实查询的耗时是一样的，但是StackB需要根据objectID重新获取数据，因此多用了0.55秒的时间。
（这次是用模拟器测试的，切勿和上面真机的测试数据对比）

2016-07-01 16:33:24.172 CoreDataTest[4317:171189] StackA:本次查询740300条数据耗时：1.353634秒
2016-07-01 16:33:30.400 CoreDataTest[4317:171189] StackB:本次查询740300条数据耗时：1.919627秒 在主线程耗时:0.555359秒

这里有个问题：“转换耗时”？

主线程MOC调用objectWithID:获取NSManagedObject的时间（就叫做“转换耗时”吧）能不能省掉？
虽然70万条数据的转换耗时只有0.55秒，但是能不能把这个做到极致，在主线程一点不卡？
希望看到这里的朋友思考一下，在评论区提出您的想法，万分感谢

另外有个问题：NSFetchedResultsController？

我们在Stack A中使用FRC来管理数据，那么在Stack B中如何使用FRC？这是官方文档中的典型应用，但没有多线程的说明。
按照上面的结构图，FRC只放在主线程MOC，因为FRC与UI关系密切，这点似乎理所当然。
细心的朋友应该发现，图中各种关系仅包含Insert、Update和Delete三种操作，这三种操作可以通过NSManagedObjectContextDidSaveNotification来跨线程合并，那么查询操作呢？

由于NSFetchRequest没有提供objectID相关方法，我们无法将后台MOC获取的objectID转化为FRC中的fetchedObjects。

一次尝试
这里有个哥们提出在NSFetchRequest的predicate中加入@"self IN(%@)", objectIDs来查询。

我按照他的方法做了测试，步骤：
1.在后台MOC中查询
2.遍历查询结果，得到objectID数组
3.切换到主线程，FRC修改predicate，调用performFetch:获取数据

以下是测试结果，看到结果就觉得这方法可行但并不靠谱。
StackB单单在主线程的耗时就比StackA的耗时长，还不如直接在主线程查询。

2016-07-02 10:08:14.423 CoreDataTest[924:41114] StackA:本次查询19766条数据耗时：0.051086秒
2016-07-02 10:08:18.750 CoreDataTest[924:41114] StackB:本次查询19766条数据耗时：0.101769秒 在主线程耗时:0.058902秒

2016-07-02 10:16:20.797 CoreDataTest[967:45523] StackA:本次查询119766条数据耗时：0.231401秒
2016-07-02 10:16:23.882 CoreDataTest[967:45523] StackB:本次查询119766条数据耗时：0.613336秒 在主线程耗时:0.377715秒

小插曲：
测试过程中遇到一个问题，在添加@"self IN(%@)", objectIDspredicate之后，insert操作无法正常触发FRC的代理方法，我的猜想是predicate约束了FRC的监听范围，它只管理满足这个predicate的对象。
于是我又做了一个小实验，将predicate改成@"title CONTAINS %@",@"1",也就是获取名字包含“1”的数据。接着不断insert数据，title是随机5位数字，当随机到名字包含“1”，可以成功insert，而名字不包含“1”则失败。验证猜想。

另一次尝试
这里又有个哥们提出在后台MOC中使用FRC，这样FRC的代理方法都在后台线程调用，如果需要在代理方法中更新UI，切换到主线程更新就可以了。
这样的做法看上去其实挺美好的，但稍有不慎可能就出错了。例如在主线程中修改了属性，甚至读取了属性，都是跨线程使用NSManagedObject。参考文章

目前看来，如果要使用FRC，还是老老实实在主线程查询比较妥当，如果您有更好的方案，求大神指点一二。

优点：独立的MOC可以让你灵活的使用后台线程完成数据库的耗时操作。
缺点：转换耗时问题、FRC的使用问题。

Stack C

StackC

Stack C是iOS 5之后的方案，context之间存在父子关系。主线程MOC有了几个后台MOC儿子。
从结构图中可以发现，子context调用save以后，数据不会保存到数据库，而是上交给父context处理（合并到父context）。

子contex解决了查询耗时问题，但是需要增删改大量数据时，最后还是由主线程来操作数据库，会阻塞。

这篇文章给出一个典型的应用场景：一个存在save和cancel按钮的页面，当你修改了某些数据，点击save即提交到父MOC处理，点击cancel则不需要做任何回滚的操作，因为这个临时工MOC跟你的修改数据可以一起丢弃。

另外，父MOC的修改不会自动通知子MOC，而且大多数情况下子MOC只是临时的，也没有必要通知。

优点：不需要写通知合并的逻辑。
缺点：通过主线程增删改会阻塞。

Stack D

StackD

Stack D是Stack C的一种改进。它解决了增删改时阻塞主线程的问题。
Temporary Background MOC秉承Stack C的优点，解决查询耗时问题，取消修改也不需要任何回滚操作。
Main MOC的增删改会合并到Writer MOC，不需要我们通过objectID跨线程传递，也不需要写任何合并的逻辑。
对开发者而言，Stack D相当优雅。

但这里有篇文章关于Stack BCD三种结构的性能讨论。有兴趣的朋友可以了解一下，大致的结论是Stack B的性能最优异，Stack D性能最差。

简单总结

数据量小，或者可以分批处理的情况，可以使用Stack A
Stack C基本上没有存在意义，当然如果你的应用查询任务较重、增删改任务非常轻，也可以尝试Stack C
Stack B和Stack D之间如何选择，前者性能更优，后者代码复杂度低