数据持久化存储

概论

所谓的持久化，就是将数据保存到硬盘中，使得在应用程序或机器重启后可以继续访问之前保存的数据。在iOS开发中，有很多数据持久化的方案，接下来我将尝试着介绍一下5种方案：

• plist文件（属性列表）
• preference（偏好设置）
• NSKeyedArchiver（归档）
• SQLite 3
• CoreData

沙盒

在介绍各种存储方法之前，有必要说明以下沙盒机制。iOS程序默认情况下只能访问程序自己的目录，这个目录被称为“沙盒”。

1.结构

既然沙盒就是一个文件夹，那就看看里面有什么吧。沙盒的目录结构如下：

2.目录特性

虽然沙盒中有这么多文件夹，但是没有文件夹都不尽相同，都有各自的特性。所以在选择存放目录时，一定要认真选择适合的目录。

"应用程序包": 这里面存放的是应用程序的源文件，包括资源文件和可执行文件。

Documents: 最常用的目录，iTunes同步该应用时会同步此文件夹中的内容，适合存储重要数据。

Library/Caches: iTunes不会同步此文件夹，适合存储体积大，不需要备份的非重要数据。

Library/Preferences: iTunes同步该应用时会同步此文件夹中的内容，通常保存应用的设置信息。

tmp: iTunes不会同步此文件夹，系统可能在应用没运行时就删除该目录下的文件，所以此目录适合保存应用中的一些临时文件，用完就删除。

plist文件

plist文件是将某些特定的类，通过XML文件的方式保存在目录中。

可以被序列化的类型只有如下几种：

1.获得文件路径

2.存储

3.读取

4.注意

• 只有以上列出的类型才能使用plist文件存储。
• 存储时使用writeToFile: atomically:方法。 其中atomically表示是否需要先写入一个辅助文件，再把辅助文件拷贝到目标文件地址。这是更安全的写入文件方法，一般都写YES。
• 读取时使用arrayWithContentsOfFile:方法。

Preference

1.使用方法

2.注意

• 偏好设置是专门用来保存应用程序的配置信息的，一般不要在偏好设置中保存其他数据。
• 如果没有调用synchronize方法，系统会根据I/O情况不定时刻地保存到文件中。所以如果需要立即写入文件的就必须调用synchronize方法。
• 偏好设置会将所有数据保存到同一个文件中。即preference目录下的一个以此应用包名来命名的plist文件。

NSKeyedArchiver

归档在iOS中是另一种形式的序列化，只要遵循了NSCoding协议的对象都可以通过它实现序列化。由于决大多数支持存储数据的Foundation和Cocoa Touch类都遵循了NSCoding协议，因此，对于大多数类来说，归档相对而言还是比较容易实现的。

1.遵循NSCoding协议

NSCoding协议声明了两个方法，这两个方法都是必须实现的。一个用来说明如何将对象编码到归档中，另一个说明如何进行解档来获取一个新对象。

• 遵循协议和设置属性

• 实现协议方法

• 特别注意

如果需要归档的类是某个自定义类的子类时，就需要在归档和解档之前先实现父类的归档和解档方法。即 [super encodeWithCoder:aCoder] 和 [super initWithCoder:aDecoder] 方法;

2.使用

需要把对象归档是调用NSKeyedArchiver的工厂方法 archiveRootObject: toFile: 方法。

需要从文件中解档对象就调用NSKeyedUnarchiver的一个工厂方法 unarchiveObjectWithFile: 即可。

3.注意

• 必须遵循并实现NSCoding协议
• 保存文件的扩展名可以任意指定
• 继承时必须先调用父类的归档解档方法

SQLite3

之前的所有存储方法，都是覆盖存储。如果想要增加一条数据就必须把整个文件读出来，然后修改数据后再把整个内容覆盖写入文件。所以它们都不适合存储大量的内容。

1.字段类型

表面上SQLite将数据分为以下几种类型：

• integer : 整数
• real : 实数（浮点数）
• text : 文本字符串
• blob : 二进制数据，比如文件，图片之类的

实际上SQLite是无类型的。即不管你在创表时指定的字段类型是什么，存储是依然可以存储任意类型的数据。而且在创表时也可以不指定字段类型。SQLite之所以什么类型就是为了良好的编程规范和方便开发人员交流，所以平时在使用时最好设置正确的字段类型！主键必须设置成integer

2. 准备工作

准备工作就是导入依赖库啦，在iOS中要使用SQLite3，需要添加库文件：libsqlite3.dylib并导入主头文件，这是一个C语言的库，所以直接使用SQLite3还是比较麻烦的。

3.使用

• 创建数据库并打开

操作数据库之前必须先指定数据库文件和要操作的表，所以使用SQLite3，首先要打开数据库文件，然后指定或创建一张表。

• 执行指令

使用 sqlite3_exec() 方法可以执行任何SQL语句，比如创表、更新、插入和删除操作。但是一般不用它执行查询语句，因为它不会返回查询到的数据。

• 查询指令

前面说过一般不使用 sqlite3_exec() 方法查询数据。因为查询数据必须要获得查询结果，所以查询相对比较麻烦。示例代码如下：

• sqlite3_prepare_v2() : 检查sql的合法性
• sqlite3_step() : 逐行获取查询结果，不断重复，直到最后一条记录
• sqlite3_coloum_xxx() : 获取对应类型的内容，iCol对应的就是SQL语句中字段的顺序，从0开始。根据实际查询字段的属性，使用sqlite3_column_xxx取得对应的内容即可。
• sqlite3_finalize() : 释放stmt

4.总结

总得来说，SQLite3的使用还是比较麻烦的，因为都是些c语言的函数，理解起来有些困难。不过在一般开发过程中，使用的都是第三方开源库 FMDB，封装了这些基本的c语言方法，使得我们在使用时更加容易理解，提高开发效率。

FMDB

1.简介

FMDB是iOS平台的SQLite数据库框架，它是以OC的方式封装了SQLite的C语言API，它相对于cocoa自带的C语言框架有如下的优点:

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

注：FMDB的gitHub地址

2.核心类

FMDB有三个主要的类：

• 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

• FMResultSet

使用FMDatabase执行查询后的结果集

• FMDatabaseQueue

用于在多线程中执行多个查询或更新，它是线程安全的

3.打开数据库

和c语言框架一样，FMDB通过指定SQLite数据库文件路径来创建FMDatabase对象，但FMDB更加容易理解，使用起来更容易，使用之前一样需要导入sqlite3.dylib。打开数据库方法如下：

值得注意的是，Path的值可以传入以下三种情况：

• 具体文件路径，如果不存在会自动创建
• 空字符串@""，会在临时目录创建一个空的数据库，当FMDatabase连接关闭时，数据库文件也被删除
• nil，会创建一个内存中临时数据库，当FMDatabase连接关闭时，数据库会被销毁

4.更新

在FMDB中，除查询以外的所有操作，都称为“更新”, 如：create、drop、insert、update、delete等操作，使用executeUpdate:方法执行更新：

5.查询

查询方法也有3种，使用起来相当简单：

查询示例：

6.线程安全

在多个线程中同时使用一个FMDatabase实例是不明智的。不要让多个线程分享同一个FMDatabase实例，它无法在多个线程中同时使用。 如果在多个线程中同时使用一个FMDatabase实例，会造成数据混乱等问题。所以，请使用 FMDatabaseQueue，它是线程安全的。以下是使用方法：

• 创建队列。

• 使用队列

而且可以轻松地把简单任务包装到事务里：

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。

CoreData

准备工作

• 创建数据库
  1. 新建文件，选择CoreData -> DataModel
  2. 添加实体（表），Add Entity
  3. 给表中添加属性，点击Attributes下方的‘+’号
• 创建模型文件
  1. 新建文件，选择CoreData -> NSManaged Object subclass
  2. 根据提示，选择实体
• 通过代码，关联数据库和实体

  - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];
  
     /*
      * 关联的时候，如果本地没有数据库文件，Ｃoreadata自己会创建
      */
  
     // 1. 上下文
     NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] init];
  
     // 2. 上下文关连数据库
  
     // 2.1 model模型文件
     NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];
  
     // 2.2 持久化存储调度器
     // 持久化，把数据保存到一个文件，而不是内存
     NSPersistentStoreCoordinator *store = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model];
  
     // 2.3 设置CoreData数据库的名字和路径
     NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
     NSString *sqlitePath = [doc stringByAppendingPathComponent:@"company.sqlite"];
  
     [store addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:[NSURL fileURLWithPath:sqlitePath] options:nil error:nil];
  
     context.persistentStoreCoordinator = store;
     _context = context;
  
  }

CoreData的基本操作（CURD）

• 添加元素 - Create

  -(IBAction)addEmployee{
  
     // 创建一个员工对象
     //Employee *emp = [[Employee alloc] init]; 不能用此方法创建
     Employee *emp = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Employee" inManagedObjectContext:_context];
     emp.name = @"wangwu";
     emp.height = @1.80;
     emp.birthday = [NSDate date];
  
     // 直接保存数据库
     NSError *error = nil;
     [_context save:&error];
  
     if (error) {
         NSLog(@"%@",error);
     }
  }

• 读取数据 - Read

    -(IBAction)readEmployee{
  
        // 1.FetchRequest 获取请求对象
        NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
        // 2.设置过滤条件
        // 查找zhangsan
        NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name = %@",
                            @"zhangsan"];
        request.predicate = pre;
  
        // 3.设置排序
        // 身高的升序排序
        NSSortDescriptor *heigtSort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"height" ascending:NO];
        request.sortDescriptors = @[heigtSort];
  
        // 4.执行请求
        NSError *error = nil;
  
        NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:&error];
        if (error) {
            NSLog(@"error");
        }
  
        //NSLog(@"%@",emps);
        //遍历员工
        for (Employee *emp in emps) {
            NSLog(@"名字 %@ 身高 %@ 生日 %@",emp.name,emp.height,emp.birthday);
        }
    }

• 修改数据 - Update

  -(IBAction)updateEmployee{
     // 改变zhangsan的身高为2m
  
     // 1.查找到zhangsan
     // 1.1FectchRequest 抓取请求对象
     NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
     // 1.2设置过滤条件
     // 查找zhangsan
     NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name = %@", @"zhangsan"];
     request.predicate = pre;
  
     // 1.3执行请求
     NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:nil];
  
     // 2.更新身高
     for (Employee *e in emps) {
         e.height = @2.0;
     }
  
     // 3.保存
     NSError *error = nil;
     [_context save:&error];
  
     if (error) {
         NSLog(@"%@",error);
     }
  }

• 删除数据 - Delete

  -(IBAction)deleteEmployee{
  
     // 删除 lisi
  
     // 1.查找lisi
     // 1.1FectchRequest 抓取请求对象
     NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
     // 1.2设置过滤条件
     // 查找zhangsan
     NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name = %@",
                         @"lisi"];
     request.predicate = pre;
  
     // 1.3执行请求
     NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:nil];
  
     // 2.删除
     for (Employee *e in emps) {
         [_context deleteObject:e];
     }
  
     // 3.保存
     NSError *error = nil;
     [_context save:&error];
  
     if (error) {
         NSLog(@"%@",error);
     }
  
  }

二、CoreData的表关联

准备工作

• 创建数据库
  1. 新建文件，选择CoreData -> DataModel
  2. 添加实体（表），Add Entity ， 注意：这里根据关联添加多个实体
  3. 给表中添加属性，点击Attributes下方的‘+’号
• 创建模型文件
  1. 新建文件，选择CoreData -> NSManaged Object subclass
  2. 根据提示，选择实体，注意：这里先选择被关联的实体，最后添加最上层的实体
• 通过代码，关联数据库和实体

  - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];
  
     /*
      * 关联的时候，如果本地没有数据库文件，Ｃoreadata自己会创建
      */
  
     // 1. 上下文
     NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] init];
  
     // 2. 上下文关连数据库
  
     // 2.1 model模型文件
     NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];
  
     // 2.2 持久化存储调度器
     // 持久化，把数据保存到一个文件，而不是内存
     NSPersistentStoreCoordinator *store = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model];
  
     // 2.3 设置CoreData数据库的名字和路径
     NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
     NSString *sqlitePath = [doc stringByAppendingPathComponent:@"company.sqlite"];
  
     [store addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:[NSURL fileURLWithPath:sqlitePath] options:nil error:nil];
  
     context.persistentStoreCoordinator = store;
     _context = context;
  
  }

基本操作

• 添加元素 - Create

  -(IBAction)addEmployee{
  
     // 1. 创建两个部门 ios android
     //1.1 iOS部门
     Department *iosDepart = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Department" inManagedObjectContext:_context];
     iosDepart.name = @"ios";
     iosDepart.departNo = @"0001";
     iosDepart.createDate = [NSDate date];
  
     //1.2 Android部门
     Department *andrDepart = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Department" inManagedObjectContext:_context];
     andrDepart.name = @"android";
     andrDepart.departNo = @"0002";
     andrDepart.createDate = [NSDate date];
  
     //2. 创建两个员工对象 zhangsan属于ios部门 lisi属于android部门
     //2.1 zhangsan
     Employee *zhangsan = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Employee" inManagedObjectContext:_context];
     zhangsan.name = @"zhangsan";
     zhangsan.height = @(1.90);
     zhangsan.birthday = [NSDate date];
     zhangsan.depart = iosDepart;
  
     //2.2 lisi
     Employee *lisi = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Employee" inManagedObjectContext:_context];
     lisi.name = @"lisi";
     lisi.height = @2.0;
     lisi.birthday = [NSDate date];
     lisi.depart = andrDepart;
  
     //3. 保存数据库
     NSError *error = nil;
     [_context save:&error];
  
     if (error) {
         NSLog(@"%@",error);
     }
  }

• 读取信息 - Read

  -(IBAction)readEmployee{
  
     // 读取ios部门的员工
  
     // 1.FectchRequest 抓取请求对象
     NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
     // 2.设置过滤条件
     NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"depart.name = %@",@"android"];
     request.predicate = pre;
  
       // 4.执行请求
     NSError *error = nil;
  
     NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:&error];
     if (error) {
         NSLog(@"error");
     }
  
     //遍历员工
     for (Employee *emp in emps) {
         NSLog(@"名字 %@ 部门 %@",emp.name,emp.depart.name);
     }
  }

• 其他功能与前几种类似，这里不在赘述

三、CoreData的模糊查询

准备工作和上面类似，主要是查询方式不同

• 模糊查询

  -(IBAction)readEmployee{
     // 1.FectchRequest 抓取请求对象
     NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
     // 2.设置排序
     // 按照身高的升序排序
     NSSortDescriptor *heigtSort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"height" ascending:NO];
     request.sortDescriptors = @[heigtSort];
  
     // 3.模糊查询
     // 3.1 名字以"wang"开头
  //    NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name BEGINSWITH %@",@"wangwu1"];
  //    request.predicate = pre;
  
     // 名字以"1"结尾
  //    NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name ENDSWITH %@",@"1"];
  //    request.predicate = pre;
  
     // 名字包含"wu1"
  //    NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name CONTAINS %@",@"wu1"];
  //    request.predicate = pre;
  
     // like 匹配
     NSPredicate *pre = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name like %@",@"*wu12"];
     request.predicate = pre;
  
     // 4.执行请求
     NSError *error = nil;
     NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:&error];
     if (error) {
         NSLog(@"error");
     }
  
     //遍历员工
     for (Employee *emp in emps) {
         NSLog(@"名字 %@ 身高 %@ 生日 %@",emp.name,emp.height,emp.birthday);
     }
  }

• 分页查询

  -(void)pageSeacher{
     // 1. FectchRequest 抓取请求对象
     NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];
  
     // 2. 设置排序
     // 身高的升序排序
     NSSortDescriptor *heigtSort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"height" ascending:NO];
     request.sortDescriptors = @[heigtSort];
  
     // 3. 分页查询
     // 总有共有15数据
     // 每次获取6条数据
     // 第一页 0,6
     // 第二页 6,6
     // 第三页 12,6 3条数据
  
     // 3.1 分页的起始索引
     request.fetchOffset = 12;
  
     // 3.2 分页的条数
     request.fetchLimit = 6;
  
     // 4. 执行请求
     NSError *error = nil;
     NSArray *emps = [_context executeFetchRequest:request error:&error];
     if (error) {
         NSLog(@"error");
     }
  
     // 5. 遍历员工
     for (Employee *emp in emps) {
         NSLog(@"名字 %@ 身高 %@ 生日 %@",emp.name,emp.height,emp.birthday);
     }
  }

四、多个数据库的使用

注意：

创建多个数据库，即创建多个DataModel
一个数据库对应一个上下文
需要根据bundle名创建上下文
添加或读取信息，需要根据不同的上下文，访问不同的实体

• 关联数据库和实体

  - (void)viewDidLoad {
     [super viewDidLoad];
  
     // 一个数据库对应一个上下文
     _companyContext = [self setupContextWithModelName:@"Company"];
     _weiboContext = [self setupContextWithModelName:@"Weibo"];
  }        
  
  /**
  *  根据模型文件，返回一个上下文
  */
  -(NSManagedObjectContext *)setupContextWithModelName:(NSString *)modelName{
  
     // 1. 上下文
     NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] init];
  
     // 2. 上下文关连数据库
     // 2.1 model模型文件
  
     // 注意：如果使用下面的方法，如果 bundles为nil 会把bundles里面的所有模型文件的表放在一个数据库
     //NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];
  
     // 改为以下的方法获取：
     NSURL *companyURL = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:modelName withExtension:@"momd"];
     NSManagedObjectModel *model = [[NSManagedObjectModel alloc] initWithContentsOfURL:companyURL];
  
     // 2.2 持久化存储调度器
     // 持久化，把数据保存到一个文件，而不是内存
     NSPersistentStoreCoordinator *store = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model];
  
     // 2.3 告诉Coredata数据库的名字和路径
     NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
     NSString *sqliteName = [NSString stringWithFormat:@"%@.sqlite",modelName];
     NSString *sqlitePath = [doc stringByAppendingPathComponent:sqliteName];
  
     [store addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:[NSURL fileURLWithPath:sqlitePath] options:nil error:nil];
  
     context.persistentStoreCoordinator = store;
  
     // 3. 返回上下文
     return context;
  }

• 添加元素

  -(IBAction)addEmployee{
     // 1. 添加员工
     Employee *emp = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Employee" inManagedObjectContext:_companyContext];
     emp.name = @"zhagsan";
     emp.height = @2.3;
     emp.birthday = [NSDate date];
  
     // 直接保存数据库
     [_companyContext save:nil];
  
     // 2. 发微博
     Status *status =[NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Status" inManagedObjectContext:_weiboContext];
  
     status.text = @"发了一条微博！";
     status.createDate = [NSDate date];
  
     [_weiboContext save:nil];
  }