iOS数据存储（二）

Core Data

基本概念

当前，各类应用开发中只要牵扯到数据库操作通常都会用到一个概念“对象关系映射（ORM）”。例如在Java平台使用Hibernate，在.NET平台使用Entity Framework、Linq、NHibernate等。在iOS中也不例外，iOS中ORM框架首选Core Data，这是官方推荐的，不需要借助第三方框架。无论是哪种平台、哪种技术，ORM框架的作用都是相同的，那就是将关系数据库中的表（准确的说是实体）转换为程序中的对象，其本质还是对数据库的操作（例如Core Data中如果存储类型配置为SQLite则本质还是操作的SQLite数据库）。细心的朋友应该已经注意到，在上面的SQLite中其实我们在KCMainViewController中进行的数据库操作已经转换为了对象操作，服务层中的方法中已经将对数据库的操作封装起来，转换为了对Model的操作，这种方式已经是面向对象的。上述通过将对象映射到实体的过程完全是手动完成的，相对来说操作比较复杂，就拿对KCStatus对象的操作来说：首先要手动创建数据库（Status表），其次手动创建模型KCStatus，接着创建服务层KCStatusService。Core Data正是为了解决这个问题而产生的，它将数据库的创建、表的创建、对象和表的转换等操作封装起来，简化了我们的操作（注意Core Data只是将对象关系的映射简化了，并不是把服务层替代了，这一点大家需要明白）。

使用Core Data进行数据库存取并不需要手动创建数据库，这个过程完全由Core Data框架完成，开发人员面对的是模型，主要的工作就是把模型创建起来，具体数据库如何创建则不用管。在iOS项目中添加“Data Model”文件。然后在其中创建实体和关系：

模型创建的过程中需要注意：

1.实体对象不需要创建ID主键，Attributes中应该是有意义属性（创建过程中应该考虑对象的属性而不是数据库中表有几个字段，尽管多数属性会对应表的字段）。

2.所有的属性应该指定具体类型（尽管在SQLite中可以不指定），因为实体对象会对应生成ObjC模型类。

3.实体对象中其他实体对象类型的属性应该通过Relationships建立，并且注意实体之间的对应关系（例如一个用户有多条微博，而一条微博则只属于一个用户,用户和微博形成一对多的关系）。

以上模型创建后，接下来就是根据上面的模型文件（.xcdatamodeld文件）生成具体的实体类。在Xcode中添加“NSManagedObject Subclass”文件，按照步骤选择创建的模型及实体，Xcode就会根据所创建模型生成具体的实体类。

User.h

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//  CoreData

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//  Created by Kenshin Cui on 14/03/27.

//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.

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#import <Foundation/Foundation.h>

#import <CoreData/CoreData.h>

@class Status;

@interface User : NSManagedObject

@property (nonatomic, retain) NSString * city;

@property (nonatomic, retain) NSString * mbtype;

@property (nonatomic, retain) NSString * name;

@property (nonatomic, retain) NSString * profileImageUrl;

@property (nonatomic, retain) NSString * screenName;

@property (nonatomic, retain) NSSet *statuses;

@end

@interface User (CoreDataGeneratedAccessors)

- (void)addStatusesObject:(Status *)value;

- (void)removeStatusesObject:(Status *)value;

- (void)addStatuses:(NSSet *)values;

- (void)removeStatuses:(NSSet *)values;

@end

User.m

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//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.

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#import "User.h"

#import "Status.h"

@implementation User

@dynamic city;

@dynamic mbtype;

@dynamic name;

@dynamic profileImageUrl;

@dynamic screenName;

@dynamic statuses;

@end

Status.h

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//  Created by Kenshin Cui on 14/03/27.

//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.

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#import <Foundation/Foundation.h>

#import <CoreData/CoreData.h>

@interface Status : NSManagedObject

@property (nonatomic, retain) NSDate * createdAt;

@property (nonatomic, retain) NSString * source;

@property (nonatomic, retain) NSString * text;

@property (nonatomic, retain) NSManagedObject *user;

@end

Status.m

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//  Created by Kenshin Cui on 14/03/27.

//  Copyright (c) 2014年 cmjstudio. All rights reserved.

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#import "Status.h"

@implementation Status

@dynamic createdAt;

@dynamic source;

@dynamic text;

@dynamic user;

@end

很显然，通过模型生成类的过程相当简单，通常这些类也不需要手动维护，如果模型发生的变化只要重新生成即可。有几点需要注意：

1.所有的实体类型都继承于NSManagedObject，每个NSManagedObject对象对应着数据库中一条记录。

2.集合属性（例如User中的status）生成了访问此属性的分类方法。

3.使用@dynamic代表具体属性实现，具体实现细节不需要开发人员关心。

当然，了解了这些还不足以完成数据的操作。究竟Core Data具体的设计如何，要完成数据的存取我们还需要了解一下Core Data几个核心的类。

1.Persistent Object Store：可以理解为存储持久对象的数据库（例如SQLite，注意Core Data也支持其他类型的数据存储，例如xml、二进制数据等）。

2.Managed Object Model：对象模型，对应Xcode中创建的模型文件。

3.Persistent Store Coordinator：对象模型和实体类之间的转换协调器，用于管理不同存储对象的上下文。

4.Managed Object Context:对象管理上下文，负责实体对象和数据库之间的交互。

Core Data使用

Core Data使用起来相对直接使用SQLite3的API而言更加的面向对象，操作过程通常分为以下几个步骤：

1.创建管理上下文

创建管理上下可以细分为：加载模型文件->指定数据存储路径->创建对应数据类型的存储->创建管理对象上下方并指定存储。

经过这几个步骤之后可以得到管理对象上下文NSManagedObjectContext，以后所有的数据操作都由此对象负责。同时如果是第一次创建上下文，Core Data会自动创建存储文件（例如这里使用SQLite3存储），并且根据模型对象创建对应的表结构。下图为第一次运行生成的数据库及相关映射文件：

为了方便后面使用，NSManagedObjectContext对象可以作为单例或静态属性来保存，下面是创建的管理对象上下文的主要代码：

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-(NSManagedObjectContext *)createDbContext{

    NSManagedObjectContext *context;

    //打开模型文件，参数为nil则打开包中所有模型文件并合并成一个

    NSManagedObjectModel *model=[NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];

    //创建解析器

    NSPersistentStoreCoordinator *storeCoordinator=[[NSPersistentStoreCoordinator alloc]initWithManagedObjectModel:model];

    //创建数据库保存路径

    NSString *dir=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];

    NSLog(@"%@",dir);

    NSString *path=[dir stringByAppendingPathComponent:@"myDatabase.db"];

    NSURL *url=[NSURL fileURLWithPath:path];

    //添加SQLite持久存储到解析器

    NSError *error;

    [storeCoordinator addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:url options:nil error:&error];

    if(error){

        NSLog(@"数据库打开失败！错误:%@",error.localizedDescription);

    }else{

        context=[[NSManagedObjectContext alloc]init];

        context.persistentStoreCoordinator=storeCoordinator;

        NSLog(@"数据库打开成功！");

    }

    return context;

}

2.查询数据

对于有条件的查询，在Core Data中是通过谓词来实现的。首先创建一个请求，然后设置请求条件，最后调用上下文执行请求的方法。

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-(void)addUserWithName:(NSString *)name screenName:(NSString *)screenName profileImageUrl:(NSString *)profileImageUrl mbtype:(NSString *)mbtype city:(NSString *)city{

    //添加一个对象

    User *us= [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"User" inManagedObjectContext:self.context];

    us.name=name;

    us.screenName=screenName;

    us.profileImageUrl=profileImageUrl;

    us.mbtype=mbtype;

    us.city=city;

    NSError *error;

    //保存上下文

    if (![self.context save:&error]) {

        NSLog(@"添加过程中发生错误,错误信息：%@！",error.localizedDescription);

    }

}

如果有多个条件，只要使用谓词组合即可，那么对于关联对象条件怎么查询呢？这里分为两种情况进行介绍：

a.查找一个对象只有唯一一个关联对象的情况，例如查找用户名为“Binger”的微博（一个微博只能属于一个用户），通过keypath查询

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-(NSArray *)getStatusesByUserName:(NSString *)name{

    NSFetchRequest *request=[NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Status"];

    request.predicate=[NSPredicate predicateWithFormat:@"user.name=%@",name];

    NSArray *array=[self.context executeFetchRequest:request error:nil];

    return  array;

}

此时如果跟踪Core Data生成的SQL语句会发现其实就是把Status表和User表进行了关联查询（JOIN连接）。

b.查找一个对象有多个关联对象的情况，例如查找发送微博内容中包含“Watch”并且用户昵称为“小娜”的用户（一个用户有多条微博），此时可以充分利用谓词进行过滤。

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-(NSArray *)getUsersByStatusText:(NSString *)text screenName:(NSString *)screenName{

    NSFetchRequest *request=[NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Status"];

    request.predicate=[NSPredicate predicateWithFormat:@"text LIKE '*Watch*'",text];

    NSArray *statuses=[self.context executeFetchRequest:request error:nil];

     

    NSPredicate *userPredicate= [NSPredicate predicateWithFormat:@"user.screenName=%@",screenName];

    NSArray *users= [statuses filteredArrayUsingPredicate:userPredicate];

    return users;

}

注意：如果单纯查找微博中包含“Watch”的用户，直接查出对应的微博，然后通过每个微博的user属性即可获得用户，此时就不用使用额外的谓词过滤条件。

3.插入数据

插入数据需要调用实体描述对象NSEntityDescription返回一个实体对象，然后设置对象属性，最后保存当前上下文即可。这里需要注意，增、删、改操作完最后必须调用管理对象上下文的保存方法，否则操作不会执行。

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-(void)addUserWithName:(NSString *)name screenName:(NSString *)screenName profileImageUrl:(NSString *)profileImageUrl mbtype:(NSString *)mbtype city:(NSString *)city{

    //添加一个对象

    User *us= [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"User" inManagedObjectContext:self.context];

    us.name=name;

    us.screenName=screenName;

    us.profileImageUrl=profileImageUrl;

    us.mbtype=mbtype;

    us.city=city;

    NSError *error;

    //保存上下文

    if (![self.context save:&error]) {

        NSLog(@"添加过程中发生错误,错误信息：%@！",error.localizedDescription);

    }

}

4.删除数据

删除数据可以直接调用管理对象上下文的deleteObject方法，删除完保存上下文即可。注意，删除数据前必须先查询到对应对象。

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-(void)removeUser:(User *)user{

    [self.context deleteObject:user];

    NSError *error;

    if (![self.context save:&error]) {

        NSLog(@"删除过程中发生错误，错误信息：%@!",error.localizedDescription);

    }

}

5.修改数据

修改数据首先也是取出对应的实体对象，然后通过修改对象的属性，最后保存上下文。

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-(void)modifyUserWithName:(NSString *)name screenName:(NSString *)screenName profileImageUrl:(NSString *)profileImageUrl mbtype:(NSString *)mbtype city:(NSString *)city{

    User *us=[self getUserByName:name];

    us.screenName=screenName;

    us.profileImageUrl=profileImageUrl;

    us.mbtype=mbtype;

    us.city=city;

    NSError *error;

    if (![self.context save:&error]) {

        NSLog(@"修改过程中发生错误,错误信息：%@",error.localizedDescription);

    }

}

调试

虽然Core Data（如果使用SQLite数据库）操作最终转换为SQL操作，但是调试起来却不想操作SQL那么方便。特别是对于初学者而言经常出现查询报错的问题，如果能看到最终生成的SQL语句自然对于调试很有帮助。事实上在Xcode中是支持Core Data调试的，具体操作：Product-Scheme-Edit Scheme-Run-Arguments中依次添加两个参数（注意参数顺序不能错）：-com.apple.CoreData.SQLDebug、1。然后在运行程序过程中如果操作了数据库就会将SQL语句打印在输出面板。

注意：如果模型发生了变化，此时可以重新生成实体类文件，但是所生成的数据库并不会自动更新，这时需要考虑重新生成数据库并迁移原有的数据。

FMDB

基本使用

相比于SQLite3来说Core Data存在着诸多优势，它面向对象，开发人员不必过多的关心更多数据库操作知识，同时它基于ObjC操作，书写更加优雅等。但是它本身也存在着一定的限制，例如如果考虑到跨平台，则只能选择SQLite，因为无论是iOS还是Android都可以使用同一个数据库，降低了开发成本和维护成本。其次是当前多数ORM框架都存在的性能问题，因为ORM最终转化为SQL操作，其中牵扯到模型数据转化，其性能自然比不上直接使用SQL操作数据库。那么有没有更好的选择呢？答案就是对SQLite进行封装。

其实通过前面对于SQLite的分析，大家应该已经看到KCDbManager就是对于SQLite封装的结果，开发人员面对的只有SQL和ObjC方法，不用过多libsqlite3的C语言API。但它毕竟只是一个简单的封装，还有更多的细节没有考虑，例如如何处理并发安全性，如何更好的处理事务等。因此，这里推荐使用第三方框架FMDB，整个框架非常轻量级但又不失灵活性，也是很多企业开发的首选。

1.FMDB既然是对于libsqlite3框架的封装，自然使用起来也是类似的，使用前也要打开一个数据库，这个数据库文件存在则直接打开否则会创建并打开。这里FMDB引入了一个MFDatabase对象来表示数据库，打开数据库和后面的数据库操作全部依赖此对象。下面是打开数据库获得MFDatabase对象的代码：

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-(void)openDb:(NSString *)dbname{

    //取得数据库保存路径，通常保存沙盒Documents目录

    NSString *directory=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentationDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];

    NSLog(@"%@",directory);

    NSString *filePath=[directory stringByAppendingPathComponent:dbname];

    //创建FMDatabase对象

    self.database=[FMDatabase databaseWithPath:filePath];

    //打开数据上

    if ([self.database open]) {

        NSLog(@"数据库打开成功!");

    }else{

        NSLog(@"数据库打开失败!");

    }

}

注意：dataWithPath中的路径参数一般会选择保存到沙箱中的Documents目录中；如果这个参数设置为nil则数据库会在内存中创建；如果设置为@””则会在沙箱中的临时目录创建,应用程序关闭则文件删除。

2.对于数据库的操作跟前面KCDbManager的封装是类似的，在FMDB中FMDatabase类提供了两个方法executeUpdate:和executeQuery:分别用于执行无返回结果的查询和有返回结果的查询。当然这两个方法有很多的重载这里就不详细解释了。唯一需要指出的是，如果调用有格式化参数的sql语句时，格式化符号使用“?”而不是“%@”、等。下面是两种情况的代码片段：

a.无返回结果

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-(void)executeNonQuery:(NSString *)sql{

    //执行更新sql语句，用于插入、修改、删除

    if (![self.database executeUpdate:sql]) {

        NSLog(@"执行SQL语句过程中发生错误！");

    }

}

b.有返回结果

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-(NSArray *)executeQuery:(NSString *)sql{

    NSMutableArray *array=[NSMutableArray array];

    //执行查询sql语句

    FMResultSet *result= [self.database executeQuery:sql];

    while (result.next) {

        NSMutableDictionary *dic=[NSMutableDictionary dictionary];

        for (int i=0; i<result.columnCount; ++i) {

            dic[[result columnNameForIndex:i]]=[result stringForColumnIndex:i];

        }

        [array addObject:dic];

    }

    return array;

}

对于有返回结果的查询而言，查询完返回一个游标FMResultSet，通过遍历游标进行查询。而且FMDB中提供了大量intForColumn、stringForColumn等方法进行取值。

并发和事务

我们知道直接使用libsqlite3进行数据库操作其实是线程不安全的，如果遇到多个线程同时操作一个表的时候可能会发生意想不到的结果。为了解决这个问题建议在多线程中使用FMDatabaseQueue对象，相比FMDatabase而言，它是线程安全的。

创建FMDatabaseQueue的方法是类似的，调用databaseQueueWithPath:方法即可。注意这里不需要调用打开操作。

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-(void)openDb:(NSString *)dbname{

    //取得数据库保存路径，通常保存沙盒Documents目录

    NSString *directory=[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentationDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];

    NSLog(@"%@",directory);

    NSString *filePath=[directory stringByAppendingPathComponent:dbname];

    //创建FMDatabaseQueue对象

    self.database=[FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:filePath];

}

然后所有的增删改查操作调用FMDatabaseQueue的inDatabase:方法在block中执行操作sql语句即可。

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-(void)executeNonQuery:(NSString *)sql{

    //执行更新sql语句，用于插入、修改、删除

    [self.database inDatabase:^(FMDatabase *db) {

        [db executeQuery:sql];

    }];

}

-(NSArray *)executeQuery:(NSString *)sql{

    NSMutableArray *array=[NSMutableArray array];

    [self.database inDatabase:^(FMDatabase *db) {

        //执行查询sql语句

        FMResultSet *result= [db executeQuery:sql];

        while (result.next) {

            NSMutableDictionary *dic=[NSMutableDictionary dictionary];

            for (int i=0; i<result.columnCount; ++i) {

                dic[[result columnNameForIndex:i]]=[result stringForColumnIndex:i];

            }

            [array addObject:dic];

        }

    }];

    return array;

}

之所以将事务放到FMDB中去说并不是因为只有FMDB才支持事务，而是因为FMDB将其封装成了几个方法来调用，不用自己写对应的sql而已。其实在在使用libsqlite3操作数据库时也是原生支持事务的（因为这里的事务是基于数据库的，FMDB还是使用的SQLite数据库），只要在执行sql语句前加上“begin transaction;”执行完之后执行“commit transaction;”或者“rollback transaction;”进行提交或回滚即可。另外在Core Data中大家也可以发现，所有的增、删、改操作之后必须调用上下文的保存方法，其实本身就提供了事务的支持，只要不调用保存方法，之前所有的操作是不会提交的。在FMDB中FMDatabase有beginTransaction、commit、rollback三个方法进行开启事务、提交事务和回滚事务。

来自：http://www.cocoachina.com/ios/20141111/10190.html