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  • iOS中几种数据持久化方案

    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：

    "应用程序包"
Documents
Library
    Caches
    Preferences
tmp

    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。

      NSString *path = [[NSBundle mainBundle] bundlePath];
  NSLog(@"%@", path);

    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。

      NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
  NSLog(@"%@", path);

     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。

     NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
  NSLog(@"%@", path);

    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。

     NSString *path = NSTemporaryDirectory();
  NSLog(@"%@", path);

    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：

    NSArray;
NSMutableArray;
NSDictionary;
NSMutableDictionary;
NSData;
NSMutableData;
NSString;
NSMutableString;
NSNumber;
NSDate;

     1.获得文件路径

     NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
    NSString *fileName = [path stringByAppendingPathComponent:@"123.plist"];

     2.存储

    NSArray *array = @[@"123", @"456", @"789"];
[array writeToFile:fileName atomically:YES];

     3.读取

    NSArray *result = [NSArray arrayWithContentsOfFile:fileName];
NSLog(@"%@", result);

     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

    //1.获得NSUserDefaults文件
NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
//2.向文件中写入内容
[userDefaults setObject:@"AAA" forKey:@"a"];
[userDefaults setBool:YES forKey:@"sex"];
[userDefaults setInteger:21 forKey:@"age"];
//2.1立即同步
[userDefaults synchronize];
//3.读取文件
NSString *name = [userDefaults objectForKey:@"a"];
BOOL sex = [userDefaults boolForKey:@"sex"];
NSInteger age = [userDefaults integerForKey:@"age"];
NSLog(@"%@, %d, %ld", name, sex, age);

    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

     //1.遵循NSCoding协议 
  @interface Person : NSObject   //2.设置属性
  @property (strong, nonatomic) UIImage *avatar;
  @property (copy, nonatomic) NSString *name;
  @property (assign, nonatomic) NSInteger age;
  @end

    • 实现协议方法

      //解档
  - (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
      if ([super init]) {
          self.avatar = [aDecoder decodeObjectForKey:@"avatar"];
          self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
          self.age = [aDecoder decodeIntegerForKey:@"age"];
      }
      return self;
  }
  //归档
  - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
      [aCoder encodeObject:self.avatar forKey:@"avatar"];
      [aCoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];
      [aCoder encodeInteger:self.age forKey:@"age"];
  }

    • 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。

    NSString *file = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.data"];
  Person *person = [[Person alloc] init];
  person.avatar = self.avatarView.image;
  person.name = self.nameField.text;
  person.age = [self.ageField.text integerValue];
  [NSKeyedArchiver archiveRootObject:person toFile:file];

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

      NSString *file = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.data"];
  Person *person = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:file];
  if (person) {
     self.avatarView.image = person.avatar;
     self.nameField.text = person.name;
     self.ageField.text = [NSString stringWithFormat:@"%ld", person.age];
  }

    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。

    /**
*  打开数据库并创建一个表
*/
- (void)openDatabase {
   //1.设置文件名
   NSString *filename = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.db"];
   //2.打开数据库文件，如果没有会自动创建一个文件
   NSInteger result = sqlite3_open(filename.UTF8String, &_sqlite3);
   if (result == SQLITE_OK) {
       NSLog(@"打开数据库成功！");
       //3.创建一个数据库表
       char *errmsg = NULL;
       sqlite3_exec(_sqlite3, "CREATE TABLE IF NOT EXISTS t_person(id integer primary key autoincrement, name text, age integer)", NULL, NULL, &errmsg);
       if (errmsg) {
           NSLog(@"错误：%s", errmsg);
       } else {
           NSLog(@"创表成功！");
       }
   } else {
       NSLog(@"打开数据库失败！");
   }
}

    • 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。

    /**
*  往表中插入1000条数据
*/
- (void)insertData {
NSString *nameStr;
NSInteger age;
for (NSInteger i = 0; i < 1000; i++) {
  nameStr = [NSString stringWithFormat:@"Bourne-%d", arc4random_uniform(10000)];
  age = arc4random_uniform(80) + 20;
  NSString *sql = [NSString stringWithFormat:@"INSERT INTO t_person (name, age) VALUES('%@', '%ld')", nameStr, age];
  char *errmsg = NULL;
  sqlite3_exec(_sqlite3, sql.UTF8String, NULL, NULL, &errmsg);
  if (errmsg) {
      NSLog(@"错误：%s", errmsg);
  }
}
NSLog(@"插入完毕！");
}

    • 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

    /**
*  从表中读取数据到数组中
*/
- (void)readData {
   NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:1000];
   char *sql = "select name, age from t_person;";
   sqlite3_stmt *stmt;
   NSInteger result = sqlite3_prepare_v2(_sqlite3, sql, -1, &stmt, NULL);
   if (result == SQLITE_OK) {
       while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW) {
           char *name = (char *)sqlite3_column_text(stmt, 0);
           NSInteger age = sqlite3_column_int(stmt, 1);
           //创建对象
           Person *person = [Person personWithName:[NSString stringWithUTF8String:name] Age:age];
           [mArray addObject:person];
       }
       self.dataList = mArray;
   }
   sqlite3_finalize(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：

    NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.db"];
FMDatabase *database = [FMDatabase databaseWithPath:path];    
if (![database open]) {
    NSLog(@"数据库打开失败！");
}

    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：

    //常用方法有以下3种：   
- (BOOL)executeUpdate:(NSString*)sql, ...
- (BOOL)executeUpdateWithFormat:(NSString*)format, ...
- (BOOL)executeUpdate:(NSString*)sql withArgumentsInArray:(NSArray *)arguments
//示例
[database executeUpdate:@"CREATE TABLE IF NOT EXISTS t_person(id integer primary key autoincrement, name text, age integer)"];   
//或者  
[database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES(?, ?)", @"Bourne", [NSNumber numberWithInt:42]];

    5.查询

    查询方法也有3种，使用起来相当简单：

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

     查询示例：

    //1.执行查询
FMResultSet *result = [database executeQuery:@"SELECT * FROM t_person"];
//2.遍历结果集
while ([result next]) {
    NSString *name = [result stringForColumn:@"name"];
    int age = [result intForColumn:@"age"];
}

    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。

    FMDatabaseQueue *queue = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:aPath];

    • 使用队列

    [queue inDatabase:^(FMDatabase *database) {    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_1", [NSNumber numberWithInt:1]];    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_2", [NSNumber numberWithInt:2]];    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_3", [NSNumber numberWithInt:3]];      
          FMResultSet *result = [database executeQuery:@"select * from t_person"];    
         while([result next]) {   
         }    
}];

     而且可以轻松地把简单任务包装到事务里：

    [queue inTransaction:^(FMDatabase *database, BOOL *rollback) {    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_1", [NSNumber numberWithInt:1]];    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_2", [NSNumber numberWithInt:2]];    
          [database executeUpdate:@"INSERT INTO t_person(name, age) VALUES (?, ?)", @"Bourne_3", [NSNumber numberWithInt:3]];      
          FMResultSet *result = [database executeQuery:@"select * from t_person"];    
             while([result next]) {   
             }   
           //回滚
           *rollback = YES;  
    }];

     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详见:

    http://www.jianshu.com/p/6e048f7c5812
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