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[操作系统]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"DocumentsLibrary  Caches  Preferencestmp

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/CachesiTunes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/PreferencesiTunes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。

  • tmpiTunes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

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 <NSCoding> //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。