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iOS中幾種數據持久化方案：我要永遠地記住你！

編輯：IOS開發基礎

hard-disk-drive-838665_640.jpg

作者：@翁呀偉呀 授權本站轉載

概論

所謂的持久化，就是將數據保存到硬盤中，使得在應用程序或機器重啟後可以繼續訪問之前保存的數據。在iOS開發中，有很多數據持久化的方案，接下來我將嘗試著介紹一下5種方案：

  • plist文件（屬性列表）

  • preference（偏好設置）

  • NSKeyedArchiver（歸檔）

  • SQLite 3

  • CoreData

沙盒

在介紹各種存儲方法之前，有必要說明以下沙盒機制。iOS程序默認情況下只能訪問程序自己的目錄，這個目錄被稱為“沙盒”。

1.結構

既然沙盒就是一個文件夾，那就看看裡面有什麼吧。沙盒的目錄結構如下：

"應用程序包"
Documents
Library
    Caches
    Preferences
tmp

2.目錄特性

雖然沙盒中有這麼多文件夾，但是沒有文件夾都不盡相同，都有各自的特性。所以在選擇存放目錄時，一定要認真選擇適合的目錄。

"應用程序包": 這裡面存放的是應用程序的源文件，包括資源文件和可執行文件。

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

Documents: 最常用的目錄，iTunes同步該應用時會同步此文件夾中的內容，適合存儲重要數據。

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

Library/Caches: iTunes不會同步此文件夾，適合存儲體積大，不需要備份的非重要數據。

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

Library/Preferences: iTunes同步該應用時會同步此文件夾中的內容，通常保存應用的設置信息。

tmp: iTunes不會同步此文件夾，系統可能在應用沒運行時就刪除該目錄下的文件，所以此目錄適合保存應用中的一些臨時文件，用完就刪除。

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

plist文件

plist文件是將某些特定的類，通過XML文件的方式保存在目錄中。

可以被序列化的類型只有如下幾種：

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

1.獲得文件路徑

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

2.存儲

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

3.讀取

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

4.注意

  • 只有以上列出的類型才能使用plist文件存儲。

  • 存儲時使用writeToFile: atomically:方法。 其中atomically表示是否需要先寫入一個輔助文件，再把輔助文件拷貝到目標文件地址。這是更安全的寫入文件方法，一般都寫YES。

  • 讀取時使用arrayWithContentsOfFile:方法。

Preference

1.使用方法

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

2.注意

  • 偏好設置是專門用來保存應用程序的配置信息的，一般不要在偏好設置中保存其他數據。

  • 如果沒有調用synchronize方法，系統會根據I/O情況不定時刻地保存到文件中。所以如果需要立即寫入文件的就必須調用synchronize方法。

  • 偏好設置會將所有數據保存到同一個文件中。即preference目錄下的一個以此應用包名來命名的plist文件。

NSKeyedArchiver

歸檔在iOS中是另一種形式的序列化，只要遵循了NSCoding協議的對象都可以通過它實現序列化。由於決大多數支持存儲數據的Foundation和Cocoa Touch類都遵循了NSCoding協議，因此，對於大多數類來說，歸檔相對而言還是比較容易實現的。

1.遵循NSCoding協議

NSCoding協議聲明了兩個方法，這兩個方法都是必須實現的。一個用來說明如何將對象編碼到歸檔中，另一個說明如何進行解檔來獲取一個新對象。

  • 遵循協議和設置屬性

  //1.遵循NSCoding協議 
  @interface Person : NSObject   //2.設置屬性
  @property (strong, nonatomic) UIImage *avatar;
  @property (copy, nonatomic) NSString *name;
  @property (assign, nonatomic) NSInteger age;
  @end

  • 實現協議方法

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

  • 特別注意

如果需要歸檔的類是某個自定義類的子類時，就需要在歸檔和解檔之前先實現父類的歸檔和解檔方法。即 [super encodeWithCoder:aCoder] 和 [super initWithCoder:aDecoder] 方法;

2.使用

需要把對象歸檔是調用NSKeyedArchiver的工廠方法 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];

需要從文件中解檔對象就調用NSKeyedUnarchiver的一個工廠方法 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

  • 必須遵循並實現NSCoding協議

  • 保存文件的擴展名可以任意指定

  • 繼承時必須先調用父類的歸檔解檔方法

SQLite3

之前的所有存儲方法，都是覆蓋存儲。如果想要增加一條數據就必須把整個文件讀出來，然後修改數據後再把整個內容覆蓋寫入文件。所以它們都不適合存儲大量的內容。

1.字段類型

表面上SQLite將數據分為以下幾種類型：

  • integer : 整數

  • real : 實數（浮點數）

  • text : 文本字符串

  • blob : 二進制數據，比如文件，圖片之類的

實際上SQLite是無類型的。即不管你在創表時指定的字段類型是什麼，存儲是依然可以存儲任意類型的數據。而且在創表時也可以不指定字段類型。SQLite之所以什麼類型就是為了良好的編程規范和方便開發人員交流，所以平時在使用時最好設置正確的字段類型！主鍵必須設置成integer

2. 准備工作

准備工作就是導入依賴庫啦，在iOS中要使用SQLite3，需要添加庫文件：libsqlite3.dylib並導入主頭文件，這是一個C語言的庫，所以直接使用SQLite3還是比較麻煩的。

3.使用

  • 創建數據庫並打開

操作數據庫之前必須先指定數據庫文件和要操作的表，所以使用SQLite3，首先要打開數據庫文件，然後指定或創建一張表。

/**
*  打開數據庫並創建一個表
*/
- (void)openDatabase {
   //1.設置文件名
   NSString *filename = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.db"];
   //2.打開數據庫文件，如果沒有會自動創建一個文件
   NSInteger result = sqlite3_open(filename.UTF8String, &_sqlite3);
   if (result == SQLITE_OK) {
       NSLog(@"打開數據庫成功！");
       //3.創建一個數據庫表
       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(@"錯誤：%s", errmsg);
       } else {
           NSLog(@"創表成功！");
       }
   } else {
       NSLog(@"打開數據庫失敗！");
   }
}

  • 執行指令

使用 sqlite3_exec() 方法可以執行任何SQL語句，比如創表、更新、插入和刪除操作。但是一般不用它執行查詢語句，因為它不會返回查詢到的數據。

/**
*  往表中插入1000條數據
*/
- (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(@"錯誤：%s", errmsg);
  }
}
NSLog(@"插入完畢！");
}

  • 查詢指令

前面說過一般不使用 sqlite3_exec() 方法查詢數據。因為查詢數據必須要獲得查詢結果，所以查詢相對比較麻煩。示例代碼如下：

    • sqlite3_prepare_v2() : 檢查sql的合法性

    • sqlite3_step() : 逐行獲取查詢結果，不斷重復，直到最後一條記錄

    • sqlite3_coloum_xxx() : 獲取對應類型的內容，iCol對應的就是SQL語句中字段的順序，從0開始。根據實際查詢字段的屬性，使用sqlite3_column_xxx取得對應的內容即可。

    • sqlite3_finalize() : 釋放stmt

/**
*  從表中讀取數據到數組中
*/
- (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);
           //創建對象
           Person *person = [Person personWithName:[NSString stringWithUTF8String:name] Age:age];
           [mArray addObject:person];
       }
       self.dataList = mArray;
   }
   sqlite3_finalize(stmt);
}

4.總結

總得來說，SQLite3的使用還是比較麻煩的，因為都是些c語言的函數，理解起來有些困難。不過在一般開發過程中，使用的都是第三方開源庫 FMDB，封裝了這些基本的c語言方法，使得我們在使用時更加容易理解，提高開發效率。

FMDB

1.簡介

FMDB是iOS平台的SQLite數據庫框架，它是以OC的方式封裝了SQLite的C語言API，它相對於cocoa自帶的C語言框架有如下的優點:

使用起來更加面向對象，省去了很多麻煩、冗余的C語言代碼

對比蘋果自帶的Core Data框架，更加輕量級和靈活

提供了多線程安全的數據庫操作方法，有效地防止數據混亂

注：FMDB的gitHub地址

2.核心類

FMDB有三個主要的類：

  • FMDatabase

一個FMDatabase對象就代表一個單獨的SQLite數據庫，用來執行SQL語句

  • FMResultSet

使用FMDatabase執行查詢後的結果集

  • FMDatabaseQueue

用於在多線程中執行多個查詢或更新，它是線程安全的

3.打開數據庫

和c語言框架一樣，FMDB通過指定SQLite數據庫文件路徑來創建FMDatabase對象，但FMDB更加容易理解，使用起來更容易，使用之前一樣需要導入sqlite3.dylib。打開數據庫方法如下：

NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.db"];
FMDatabase *database = [FMDatabase databaseWithPath:path];    
if (![database open]) {
    NSLog(@"數據庫打開失敗！");
}

值得注意的是，Path的值可以傳入以下三種情況：

  • 具體文件路徑，如果不存在會自動創建

  • 空字符串@""，會在臨時目錄創建一個空的數據庫，當FMDatabase連接關閉時，數據庫文件也被刪除

  • nil，會創建一個內存中臨時數據庫，當FMDatabase連接關閉時，數據庫會被銷毀

4.更新

在FMDB中，除查詢以外的所有操作，都稱為“更新”, 如：create、drop、insert、update、delete等操作，使用executeUpdate:方法執行更新：

//常用方法有以下3種：   
- (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.查詢

查詢方法也有3種，使用起來相當簡單：

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

查詢示例：

//1.執行查詢
FMResultSet *result = [database executeQuery:@"SELECT * FROM t_person"];
//2.遍歷結果集
while ([result next]) {
    NSString *name = [result stringForColumn:@"name"];
    int age = [result intForColumn:@"age"];
}

6.線程安全

在多個線程中同時使用一個FMDatabase實例是不明智的。不要讓多個線程分享同一個FMDatabase實例，它無法在多個線程中同時使用。 如果在多個線程中同時使用一個FMDatabase實例，會造成數據混亂等問題。所以，請使用 FMDatabaseQueue，它是線程安全的。以下是使用方法：

  • 創建隊列。

FMDatabaseQueue *queue = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:aPath];

  • 使用隊列

[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]) {   
         }    
}];

而且可以輕松地把簡單任務包裝到事務裡：

[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]) {   
             }   
           //回滾
           *rollback = YES;  
    }];

FMDatabaseQueue 後台會建立系列化的G-C-D隊列，並執行你傳給G-C-D隊列的塊。這意味著 你從多線程同時調用調用方法，GDC也會按它接收的塊的順序來執行。

CoreData

詳見我的另一篇筆記：我要娶你做我的CoreData！

聲明：

  1. 以上內容屬於本人整理的筆記，如有錯誤的地方希望能告訴我，大家共同進步。

  2. 以上內容有些段落或語句可能是本人從其他地方Copy而來，如有侵權，請及時告訴我。

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