Objective-C之数据存储漫谈

存储方式介绍

1. NSKeyedArchiver： 采用归档的形式来保存数据沙盒中；
2. NSUserDefaults：偏好设置数据存到沙盒的Library/Preferences目录（本质是plist）;
3. Write写入方式： 永久保存在磁盘中;
4. 采用SQLite等数据库来存储数据。

1.NSKeyedArchiver：（归档）

采用归档的形式来保存数据，该数据对象需要遵守NSCoding协议，并且该对象对应的类必须提供encodeWithCoder:和initWithCoder:方法。
前一个方法告诉系统怎么对对象进行编码，而后一个方法则是告诉系统怎么对对象进行解码。

缺点：

归档的形式来保存数据，只能一次性归档保存以及一次性解压。所以只能针对小量数据，而且对数据操作比较笨拙，即如果想改动数据的某一小部分，还是需要解压整个数据或者归档整个数据。

注: initWithCoder什么时候需要调用[super initWithCoder:]

• initWithCoder原理:只要解析文件就会调用，xib,storyboard都是文件，因此只要解析这两个文件，就会调用initWithCoder。
• 因此如果在storyboard使用自定义view,重写initWithCoder方法，一定要调用[super initWithCoder:]，因为只有系统才知道怎么解析storyboard，如果没有调用，就解析不了这个文件。

2.NSUserDefaults：（偏好设置，本质是plist）

用来保存应用程序设置和属性、用户保存的数据。用户再次打开程序或开机后这些数据仍然存在。
NSUserDefaults可以存储的数据类型包括：NSData、NSString、NSNumber、NSDate、NSArray、NSDictionary。如果要存储其他类型，则需要转换为前面的类型，才能用NSUserDefaults存储。

• 好处：1.不需要关心文件名
  2.快速做键值对存储
• 坏处: 能及时存储，需要做同步操作，把内存中的数据同步到硬盘上

• 底层：就是封装了一个字典

  

  • 沙盒结构分析：
  • 应用程序包：包含了所有的资源文件和可执行文件。
  • Documents：保存应用运行时成成的需要持久化的数据，iTunes同步设备时会备份该目录。（例如，游戏应用可将游戏存到保存在该目录。大型数据不能存放在这里，一旦存放，iOS审核不会通过）
  • tmp：保存应用运行时所需的临时数据，使用完毕后再将相应的文件从该目录删除。应用没有运行时，系统也可能会清除该目录下的文件。iTunes同步设备时不会备份该目录。
  • Library/Caches：保存应用运行时生成的需要持久化的数据，iTunes同步设备时不会备份该目录。一般存储体积大、不需要备份的非重要数据。（一般把缓存下载好的文件放在这里）
  • Library/Preference：保存应用的所有偏好设置，iOS的settings（设置）应用会在该目录中查找应用的设置信息。iTunes同步设备会备份该目录。

注:在iOS7之前，默认不会马上跟硬盘同步，可以调用[userDefaults synchronize]; 同步操作

3. Write写入方式：永久保存在磁盘中。

4. 采用数据库来存储数据。

4.1 SQLite

SQLite (http://www.sqlite.org/docs.html) 是一个轻量级的关系数据库。iOS SDK很早就支持了SQLite，在使用时，只需要加入 libsqlite3.dylib 依赖以及引入 sqlite3.h 头文件即可。但是，原生的SQLite API在使用上相当不友好，在使用时，非常不便。

4.2 FMDB

• 什么是FMDB
  FMDB是iOS平台的SQLite数据库框架
  FMDB以OC的方式封装了SQLite的C语言API
• FMDB的优点
  使用起来更加面向对象，省去了很多麻烦、冗余的C语言代码
  对比苹果自带的Core Data框架，更加轻量级和灵活
  提供了多线程安全的数据库操作方法，有效地防止数据混乱
• FMDB有三个主要的类

1. FMDatabase
   一个FMDatabase对象就代表一个单独的SQLite数据库
   用来执行SQL语句
2. FMResultSet
   使用FMDatabase执行查询后的结果集
3. FMDatabaseQueue
   用于在多线程中执行多个查询或更新，它是线程安全的

通过指定SQLite数据库文件路径来创建FMDatabase对象

//获得数据库文件路径 NSString *doc=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
NSString *fileName=[doc stringByAppendingPathComponent:@"user.sqlite"];
 FMDatabase *db = [FMDatabase databaseWithPath:path];
if (![db open]) {
 NSLog(@"数据库打开失败！");
}

执行更新
在FMDB中，除查询以外的所有操作，都称为“更新”
create、drop、insert、update、delete等

使用executeUpdate:方法执行更新
- (BOOL)executeUpdate:(NSString*)sql, ...
- (BOOL)executeUpdateWithFormat:(NSString*)format, ...
- (BOOL)executeUpdate:(NSString*)sql withArgumentsInArray:(NSArray *)arguments

//示例
[db executeUpdate:@"UPDATE t_user SET age = ? WHERE name = ?;", @20, @"Jack"]

执行查询

查询方法
- (FMResultSet *)executeQuery:(NSString*)sql, ...
- (FMResultSet *)executeQueryWithFormat:(NSString*)format, ...
- (FMResultSet *)executeQuery:(NSString *)sql withArgumentsInArray:(NSArray *)arguments

示例
// 查询数据
FMResultSet *rs = [db executeQuery:@"SELECT * FROM t_user"];

// 遍历结果集
while ([rs next]) {
 NSString *name = [rs stringForColumn:@"name"];
 int age = [rs intForColumn:@"age"];
 NSString *sex = [rs doubleForColumn:@"sex"];
}

使用FMDatabaseQueue
线程安全：在多个线程中同时使用一个FMDatabase实例是不明智的。现在你可以为每个线程创建一个FMDatabase对象。 不要让多个线程分享同一个实例，它无法在多个线程中同时使用。 若此，程序会时不时崩溃，或者报告异常,让人崩溃。所以，不要初始化FMDatabase对象，然后在多个线程中使用。

请使用 FMDatabaseQueue。以下是使用方法：

//首先创建队列。
FMDatabaseQueue *queue = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:aPath];
//这样使用。
[queue inDatabase:^(FMDatabase *db) {
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:1]];
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:2]];
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:3]];
FMResultSet *rs = [db executeQuery:@"select * from foo"];

while([rs next]) { … }}];
//像这样，轻松地把简单任务包装到事务里：
[queue inTransaction:^(FMDatabase *db, BOOL *rollback) {
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:1]];
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:2]];
[db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:3]];

if (whoopsSomethingWrongHappened) { *rollback = YES; return; }

// etc… [db executeUpdate:@"INSERT INTO myTable VALUES (?)", [NSNumber numberWithInt:4]]; }];

FMDatabaseQueue 后台会建立系列化的G-C-D队列，并执行你传给G-C-D队列的块。这意味着 你从多线程同时调用调用方法，GDC也会按它接收的块的顺序来执行。

4.3 Realm

在移动领域，SQLite数据库一直占据着不可撼动的地位。SQLite的缔造者遵循小而精的理念，使用极少量的C代码实现了关系型数据库的核心逻辑。然而，当关系型数据库遇到了面向对象编程语言时，一个困扰着程序员们的难题出现了。为了实现关系型数据到对象的转换，我们需要使用SQL语句查询到相应的值。然后，再给对象赋值。这些重复的工作给编码带来了一些麻烦，为了解决这个难题，ORM框架出现了

ORM (Object Relational Mapping)

ORM框架避免了你直接使用SQL语句进行查询。而是直接使用面向对象的方式帮助你完成数据的查询，并且自动映射到相应的对象中。这对于一些受够了繁琐SQL语句编写的程序员来说，简直就是救星。
其实，Realm依然是关系型数据库的ORM解决方案，比较不可思议的是：Realm在增删改查操作中速度几乎都优于SQLite，或者接近SQLite。同样是ORM框架，为什么Realm可以拥有如此惊人的速度呢？

答案是：Realm的底层实现基本采用C++, 原生支持面向对象查询。同时进行了大量的优化，才终于拥有了和SQLite一样的性能。

性能方面的担忧不用考虑了，便开始查看官方文档，Realm的官方文档也非常详细，甚至还有中文版本。

对于移动端数据库，下面几个方面是不得不考虑的：
1）数据库版本的升级
2）是否完善的外部调试工具
3）复杂查询是否支持

Realm官方文档上面，有对这三个问题的详细解答，下面我来简单阐述一下：
第一个问题，Realm提供了Migration类实现对Realm数据库版本的升级维护。
第二个问题，Realm提供了Realm Browser的mac版本，方便在Mac机器上面进行调试。不过，遗憾的是，相关工具并没有提供Windows版本，lol 。
第三个问题，Realm有相关章节，专门介绍了多表查询方法，以及一对多，多对多数据表解决方案。

4.4 CoreData

• 什么是CoreData？

  • Core Data是iOS5之后才出现的一个框架，它提供了对象-关系映射(ORM)的功能，即能够将OC对象转化成数据，保存在SQLite数据库文件中，也能够将保存在数据库中的数据还原成OC对象。在此数据操作期间，我们不需要编写任何SQL语句
  • CoreData 不能执行SQL语句 取而代之,操作的是对象。而常用的三方库 FMDB SQLite 可以直接SQL语句

• CoreData和数据库有什么区别？

  • CoreData是一个苹果原生的框架,它拥有像数据库一样存储数据的功能，但本身并不是数据库

    • Core Data 是iOS SDK 里的一个很强大的框架，允许程序员以面向对象的方式储存和管 理数据。使用Core Data 框架，程序员可以很轻松有效地通过面向对象的接口管理数据,所以说CoreData不是数据库,不要以数据库的眼光看待.
  • Core Data 不是应用程序的数据库，也不是将数据持久化保存到数据库的API。Core Data 是一个 用于管理对象图的框架。Core Data 可以把对象图写入磁盘从而持久化保存

• CoreData有什么特点？

  •   (1)CoreData提供了模型层的技术，可以直接对OC对象进行数据持久化

    • Core Data 是一个模型层的技术。帮助建立代表程序状态的模型层，Core Data 也是一种 持久化技术，能将模型对象的状态持久化到磁盘，但它最重要的特点是：Core Data 不仅是 一个加载、保存数据的框架，它还能和内存中的数据很好的共事
  •   (2)在数据的存储操作过程中，CoreData无需编写任何SQL语句
  • （3）Core Data 使用包括实体和实体间关系，以及查找符合某些条件实体的请求等内容
  • （4）开发者可以在纯对象层上查找与管理这些数据，而不必担心存储和查找的实现细节
  • （5）Core Data 框架最早出现在Mac OS X 10.4 Tiger 与iOS 3.0 系统，经过成千上万的应 用程序以及数以百万用户的反复的验证，Core Data 确实已经是一套非常成熟的框架
  • （6）CoreData 利用了Objective-C 语言和运行时，巧妙地集成了Core Foundation 框架。是 一个易于使用的框架，不仅可以优雅地管理对象图，而且在内存管理方面表现异常优异

CoreData原理:

• 第一眼看到Core Data 令人生畏的复杂架构关系，很多人都会有无从下手的感觉
• 可是，一旦理解了架构图中各个部件的组成及相互之间的关系，就能体会到Core Data API 的简 洁和直观了
• Core Data stack(技术堆栈)：如果能够理解Core Data stack 中的各个成员所扮演的角色，那么再 使用Core Data 就不会感觉到困难了

1.1-什么是CoreData Stack？

• Core Data stack 是Core Data 的核心，由一组Core Data 核心对象组成

  • NSManagedObjectContext 对象管理上下文: 负责管理模型的对象的集合
  • NSManagedObjectModel 被管理的对象模型: 负责管理对象模型
  • NSPersistentStoreCoordinator 存储调度器: 负责将数据保存到磁盘的

1.2-CoreData Stack中的对象是如何协调工作的呢？

• 组成可分为两部分

  • 对象图管理:主要是指对象管理上下文(NSManagedObjectContext)通过对对象模型(NSManagedObjectModel)实施对象管理.

  • 数据持久化:主要是指存储器(NSPersistentStore)来操作SQLite数据库,将数据存储在磁盘中(这部分是系统帮我们完成不需要我们管).

    • 在这两部分的中间，即堆栈中间，是持久化存储协调器(Persistent Store Coordinator, PSC)。通过它将对 象图管理部分和持久化部分绑在一起。当这两部分中的一部分需要和另一部分交互，将通过PSC 来 调节
• 其中的注意点:
• 一个工程可以有多个管理模型的Context，一个存储调度器可以调度多个存储器，不过在一般的开发中，我们只需要一个Contect和一个存储器就足够了