認識CoreData - 基礎使用

時間  2019-12-04
標籤 認識 coredata 基礎 使用 简体版
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該文章屬於<簡書 — 劉小壯>原創，轉載請註明：

<簡書 — 劉小壯> http://www.jianshu.com/p/0ddfa35c7898git

第一篇文章中並無講CoreData的具體用法，只是對CoreData作了一個詳細的介紹，算是一個開始和總結吧。github

這篇文章中會主要講CoreData的基礎使用，以及在使用中須要注意的一些細節。由於文章中會插入代碼和圖片，內容可能會比較多，比較考驗各位耐心。正則表達式

文章中若有疏漏或錯誤，還請各位及時提出，謝謝！`sql

佔位圖

建立自帶CoreData的工程

在新建一個項目時，能夠勾選Use Core Data選項，這樣建立出來的工程系統會默認生成一些CoreData的代碼以及一個.xcdatamodeld後綴的模型文件，模型文件默認以工程名開頭。這些代碼在AppDelegate類中，也就是表明能夠在全局使用AppDelegate.h文件中聲明的CoreData方法和屬性。數據庫

系統默認生成的代碼是很是簡單的，只是生成了基礎的託管對象模型、託管對象上下文、持久化存儲調度器，以及MOC的save方法。可是這些代碼已經能夠完成基礎的CoreData操做了。數組

系統生成代碼

這部分代碼不該該放在AppDelegate中，尤爲對於大型項目來講，更應該把這部分代碼單獨抽離出去，放在專門的類或模塊來管理CoreData相關的邏輯。因此我通常不會經過這種方式建立CoreData，我通常都是新建一個**「乾淨」**的項目，而後本身往裏面添加，這樣對於CoreData的完整使用流程掌握的也比較牢固。緩存

CoreData模型文件的建立

構建模型文件

使用CoreData的第一步是建立後綴爲.xcdatamodeld的模型文件，使用快捷鍵Command + N，選擇Core Data -> Data Model -> Next，完成模型文件的建立。安全

建立完成後能夠看到模型文件左側列表，有三個選項Entities、Fetch Requests、Configurations，分別對應着實體、請求模板、配置信息。多線程

模型文件

添加實體

如今能夠經過長按左側列表下方的Add Entity按鈕，會彈出Add Entity、Add Fetch Request、Add Configuration選項，能夠添加實體、請求模板、配置信息。這裏先選擇Add Entity來添加一個實體，命名爲Person。併發

添加Person實體後，會發現一個實體對應着三部份內容，Attributes、Relationships、Fetched Properties，分別對應着屬性、關聯關係、獲取操做。

空實體

如今對Person實體添加兩個屬性，添加age屬性並設置type爲Integer 16，添加name屬性並設置type爲String。

添加屬性

實體屬性類型

在模型文件的實體中，參數類型和平時建立繼承自NSObject的模型類大致相似，可是仍是有一些關於類型的說明，下面簡單的列舉了一下。

  • Undefined: 默認值，參與編譯會報錯
  • Integer 16: 整數，表示範圍 -32768 ~ 32767
  • Integer 32: 整數，表示範圍 -2147483648 ~ 2147483647
  • Integer 64: 整數，表示範圍 –9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
  • Float: 小數，經過MAXFLOAT宏定義來看，最大值用科學計數法表示是 0x1.fffffep+127f
  • Double: 小數，小數位比Float更精確，表示範圍更大
  • String: 字符串，用NSString表示
  • Boolean: 布爾值，用NSNumber表示
  • Date: 時間，用NSDate表示
  • Binary Data: 二進制，用NSData表示
  • Transformable: OC對象，用id表示。能夠在建立託管對象類文件後，手動改成對應的OC類名。使用的前提是，這個OC對象必須遵照並實現NSCoding協議

添加實體關聯關係

建立兩個實體Department和Employee，而且在這兩個實體中分別添加一些屬性，下面將會根據這兩個實體來添加關聯關係。

建立實體

給Employee實體添加關係，在Relationships的位置點擊加號，添加一個關聯關係。添加關係的名稱設爲department，類型設置爲Department，Inverse設置爲employee(後面會講解這個inverse的做用)。

添加Relationships

選擇Department實體，點擊Relationships位置的加號，添加關聯關係。(須要注意的是，inverse須要設置好Relationships以後才能設置)

Department實體添加Relationships的操做和Employee都同樣，區別在於用紅圈標出的Type，這裏設置的To Many一對多的關係。這裏默認是To One一對一，上面的Employee就是一對一的關係。也就符合一個Department能夠有多個Employee，而Employee只能有一個Department的狀況，這也是符合常理的。

添加Relationships

Relationships相似於SQLite的外鍵，定義了在同一個模型中，實體與實體之間的關係。能夠定義爲對一關係或對多關係，也能夠定義單向或雙向的關係，根據需求來肯定。若是是對多的關係，默認是使用NSSet集合來存儲模型。

Inverse是兩個實體在Relationships中設置關聯關係後，經過設置inverse爲對應的實體，這樣能夠從一個實體找到另外一個實體，使兩個實體具備雙向的關聯關係。

Fetched Properties

在實體最下面，有一個Fetched Properties選項，這個選項用的很少，這裏就不細講了。

Fetched Properties用於定義查詢操做，和NSFetchRequest功能相同。定義fetchedProperty對象後，能夠經過NSManagedObjectModel類的fetchRequestFromTemplateWithName:substitutionVariables:方法或其餘相關方法獲取這個fetchedProperty對象。

fetched Property

獲取這個對象後，系統會默認將這個對象緩存到一個字典中，緩存以後也能夠經過fetchedProperty字典獲取fetchedProperty對象。

Data Model Inspector

選中一個實體後，右側的側邊欄(Data Model Inspector)還有不少選項，這些選項能夠對屬性進行配置。根據不一樣的屬性類型，側邊欄的顯示也不太同樣，下面是一個String類型的屬性。

Data Model Inspector

屬性設置

  • default Value: 設置默認值，除了二進制不能設置，其餘類型幾乎都能設置。

  • optional: 在使用時是否可選，也能夠理解爲若是設置爲NO，只要向MOC進行save操做，這個屬性是否必須有值。不然MOC進行操做時會失敗並返回一個error，該選項默認爲YES。

  • transient: 設置當前屬性是否只存在於內存，不被持久化到本地，若是設置爲YES，這個屬性就不參與持久化操做，屬性的其餘操做沒有區別。transient很是適合存儲一些在內存中緩存的數據，例如存儲臨時數據，這些數據每次都是不一樣的，並且不須要進行本地持久化，因此能夠聲明爲transient的屬性。

  • indexed: 設置當前屬性是不是索引。添加索引後能夠有效的提高檢索操做的速度。可是對於刪除這樣的操做，刪除索引後其餘地方還須要作出相應的變化，因此速度會比較慢。

  • Validation: 經過Validation能夠設置Max Value和Min Value，經過這兩個條件來約定數據，對數據的存儲進行一個驗證。數值類型都有相同的約定方式，而字符串則是約定長度，date是約定時間。

  • Reg. Ex.(Regular Expression): 能夠設置正則表達式，用來驗證和控制數據，不對數據自身產生影響。(只能應用於String類型)

  • Allows External Storage: 當存儲二進制文件時，若是遇到比較大的文件，是否存儲在存儲區以外。若是選擇YES，存儲文件大小超過1MB的文件，都會存儲在存儲區以外。不然大型文件存儲在存儲區內，會形成SQLite進行表操做時，效率受到影響。

Relationships設置
  • delete rule: 定義關聯屬性的刪除規則。在當前對象和其餘對象有關聯關係時，當前對象被刪除後與之關聯對象的反應。這個參數有四個枚舉值，代碼對應着模型文件的相同選項。

NSNoActionDeleteRule 刪除後沒有任何操做，也不會將關聯對象的關聯屬性指向nil。刪除後使用關聯對象的關聯屬性，可能會致使其餘問題。 NSNullifyDeleteRule 刪除後會將關聯對象的關聯屬性指向nil，這是默認值。 NSCascadeDeleteRule 刪除當前對象後，會將與之關聯的對象也一併刪除。 NSDenyDeleteRule 在刪除當前對象時，若是當前對象還指向其餘關聯對象，則當前對象不能被刪除。

  • Type: 主要有兩種類型，To One和To Many，表示當前關係是一對多仍是一對一。
實體
  • Parent Entity: 能夠在實體中建立繼承關係，在一個實體的菜單欄中經過Parent Entity能夠設置父實體，這樣就存在了實體的繼承關係，最後建立出來的託管模型類也是具備繼承關係的。注意繼承關係中屬性名不要相同。 使用了這樣的繼承關係後，系統會將子類繼承父類的數據，存在父類的表中，全部繼承自同一父類的子類都會將父類部分存放在父類的表中。這樣可能會致使父類的表中數據量過多，形成性能問題。

Fetch Requests

在模型文件中Entities下面有一個Fetch Requests，這個也是配置請求對象的。可是這個使用起來更加直觀，能夠很容易的完成一些簡單的請求配置。相對於上面講到的Fetched Properties，這個仍是更方便使用一些。

Fetch Requests

上面是對Employee實體的height屬性配置的Fetch Request，這裏配置的height要小於2米。配置以後能夠經過NSManagedObjectModel類的fetchRequestTemplateForName:方法獲取這個請求對象，參數是這個請求配置的名稱，也就是EmployeeFR。

Editor Style

這是我認爲CoreData最大的優點之一，可視化的模型文件結構。能夠很清楚的看到實體和屬性的關係，以及實體之間的對應關係。

Editor Style

一個.xcdatamodeld模型文件的展現風格有兩種，一種是列表的形式(Table)，另外一種是圖表的形式展現(Graph)。

圖表看起來更加直觀，而圖表在操做上也有一些比Table更方便的地方。例如在Table的狀態下添加兩個實體的關聯關係，若是隻作一次關聯操做，默認是單向的關係。而在Graph的狀態下，按住Control對兩個圖表進行連線，兩個實體的結果就是雙向關聯的關係。

手動建立實體

假設不使用.xcdatamodeld模型文件，全都是純代碼，怎麼在項目裏建立實體啊？這樣的話就須要經過代碼建立實體描述、關聯描述等信息，而後設置給NSManagedObjectModel對象。而使用模型文件的話通常都是經過NSManagedObjectModel對象來讀取文件。

若是是純代碼的話，蘋果更推薦使用KVC的方式存取值，而後全部託管對象都用NSManagedObject建立。可是這樣存在的問題不少，開發成本比較大、使用不方便等等。最大的問題就是寫屬性名的key字符串，很容易出錯，並且這樣失去了CoreData原有的優勢。因此仍是推薦使用.xcdatamodeld模型文件的開發方式。

建立託管對象類文件

建立文件

建立實體後，就能夠根據對應的實體，生成開發中使用的基於NSManagedObject類的託管對象類文件。

仍是按照上面Department和Employee的例子，先建立一個Department實體。由於Department實體有對多關係，生成託管對象類文件的關聯屬性不同，能夠體現出和對一關係的區別，因此使用Department實體生成文件。

點擊後綴名爲.xcdatamodeld的模型文件，選擇Xcode的Editor -> Create NSManagedObject Subclass -> 選擇模型文件 -> 選擇實體，生成Department實體對應的託管對象類文件。

生成的託管對象類文件

能夠看到上面生成了四個文件，以實體名開頭的.h和.m文件，另外兩個是這個實體的Category文件。爲何生成Category文件？一會再說，先打開類文件進去看看。

Category

實體Category

能夠看到類文件中有兩個Category，分別是CoreDataProperties和CoreDataGeneratedAccessors。其中若是沒有設置對多關係的實體，只會有CoreDataProperties，而設置了對多關係的實體系統會爲其生成CoreDataGeneratedAccessors。

CoreDataProperties中會生成實體中聲明的Attributes和Relationships中的屬性，其中對多關係是用NSSet存儲的屬性，若是是對一的關係則是非集合的對象類型屬性。再看.m文件中，全部屬性都用@dynamic修飾，CoreData會在運行時動態爲全部Category中的屬性生成實現代碼，因此這裏用@dynamic修飾。

對多屬性生成的CoreDataGeneratedAccessors，是系統自動生成管理對多屬性集合的方法，通常都是一個屬性對應四個方法，方法的實現也是在運行時動態實現的，方法都是用來操做集合對象的。

託管對象類文件

點擊系統生成的託管對象類文件，此類是繼承自NSManagedObject類的。能夠看到裏面很是乾淨，沒有其餘邏輯代碼。

根據蘋果的註釋代碼：Insert code here to declare functionality of your managed object subclass，提示應該在這個文件中編寫此類相關的邏輯代碼。這裏就是編寫此類邏輯代碼的地方，固然也能夠什麼都不寫，看需求啦。

任意類型屬性

實體支持建立任意繼承自NSObject類的屬性，例如項目中手動建立的類。項目中建立的類在下拉列表中並不會體現，能夠在屬性類型選擇transformable類型，而後生成託管對象類文件的時候，系統會將這個屬性聲明爲id類型，在建立類文件後，能夠直接手動更改這個屬性的類型爲咱們想要的類型。

對於手動設置的屬性有一個要求，屬性所屬的類必須是遵照NSCoding協議，由於這個屬性要被歸檔到本地。

標量類型

建立託管對象類文件時，實體屬性的類型不管是選擇的integer32仍是float，只要是基礎數據類型，最後建立出來的默認都是NSNumber類型的，這是Xcode默認的。

若是須要生成的屬性類型是基礎數據類型，能夠在建立文件時勾選Use scalar properties for primitive data types選項，這樣就告訴系統須要生成標量類型屬性，建立出來的屬性就是int64_t、float這樣的基礎數據類型。

標量類型

更新文件

當前模型對應的實體發生改變後，須要從新生成模型Category文件。生成步驟和上面同樣，主要是替換Category文件，託管對象文件不會被替換。生成文件時不須要刪除，直接替換文件。

CoreData增刪改查

下面關於CoreData的相關操做，仍是基於上面Department和Employee的例子。而且引入了Company當作.xcdatamodeld模型文件，前面兩個實體被包含在Company中。

先講講NSManagedObjectContext

在iOS5以前建立NSManagedObjectContext對象時，都是直接經過init方法來建立。iOS5以後蘋果更加推薦使用initWithConcurrencyType:方法來建立，在建立的時候指定當前是什麼類型的併發隊列，初始化方法參數是一個枚舉值。這裏簡單說說MOC，後面多線程部分還會涉及MOC多線程相關的東西。

NSManagedObjectContext初始化方法的枚舉值參數主要有三個類型：

  • NSConfinementConcurrencyType 若是使用init方法初始化上下文，默認就是這個併發類型。在iOS9以後已經被蘋果廢棄，不建議用這個API，調用某些比較新的CoreData的API可能會致使崩潰。

  • NSPrivateQueueConcurrencyType 私有併發隊列類型，操做都是在子線程中完成的。

  • NSMainQueueConcurrencyType 主併發隊列類型，若是涉及到UI相關的操做，應該考慮使用這個參數初始化上下文。

若是還使用init方法，可能會對後面推出的一些API不兼容，致使多線程相關的錯誤。例以下面的錯誤，由於若是沒有顯式的設置併發類型，默認是一個已經棄用的NSConfinementConcurrencyType類型，就會致使新推出的API發生不兼容的崩潰錯誤。

Terminating app due to uncaught exception 'NSInvalidArgumentException', reason: 'NSConfinementConcurrencyType context

建立MOC

下面是根據Company模型文件，建立了一個主隊列併發類型的MOC。

// 建立上下文對象，併發隊列設置爲主隊列
NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSMainQueueConcurrencyType];

// 建立託管對象模型，並使用Company.momd路徑當作初始化參數
NSURL *modelPath = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"Company" withExtension:@"momd"];
NSManagedObjectModel *model = [[NSManagedObjectModel alloc] initWithContentsOfURL:modelPath];

// 建立持久化存儲調度器
NSPersistentStoreCoordinator *coordinator = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model];

// 建立並關聯SQLite數據庫文件，若是已經存在則不會重複建立
NSString *dataPath = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).lastObject;
dataPath = [dataPath stringByAppendingFormat:@"/%@.sqlite", @"Company"];
[coordinator addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:[NSURL fileURLWithPath:dataPath] options:nil error:nil];

// 上下文對象設置屬性爲持久化存儲器
context.persistentStoreCoordinator = coordinator;

這段代碼建立了一個MOC，咱們從上往下看這段代碼。

momd文件

關於MOC的併發隊列類型上面已經簡單說了，MOC下面出現了momd的字樣，這是什麼東西？

momd文件

在建立後綴爲.xcdatamodeld的模型文件後，模型文件在編譯期將會被編譯爲後綴爲.momd的文件，存放在.app中，也就是Main Bundle中。在存在多個模型文件時，咱們須要經過加載不一樣的.momd文件，來建立不一樣的NSManagedObjectModel對象，每一個NSManagedObjectModel對應着不一樣的模型文件。

NSManagedObjectModel類中包含了模型文件中的全部entities、configurations、fetchRequests的描述。雖然.momd文件是支持存放在.app中的，其餘人能夠經過打開.app包看到這個文件。可是這個文件是通過編碼的，並不會知道這個.momd文件中的內容，因此這個文件是很是安全的。經過NSManagedObjectModel獲取模型文件描述後，來建立和關聯數據庫，並交給PSC管理。

若是不指定NSManagedObjectModel對應哪一個模型文件，直接使用init方法初始化NSManagedObjectModel類，系統會默認將全部模型文件的表都放在一個SQLite數據庫中。因此須要使用mainBundle中的不一樣.momd文件，對不一樣的NSManagedObjectModel進行初始化，這樣在建立數據庫時就會建立不一樣的數據庫文件。

持久化存儲調度器(PSC)

在NSManagedObjectModel下面就是NSPersistentStoreCoordinator，這個類在CoreData框架體系中起到了**「中樞」的做用。對上層起到了提供簡單的調用接口，並向上層隱藏持久化實現邏輯。對下層起到了協調多個持久化存儲對象**(NSPersistentStore)，使下層只須要專一持久化相關邏輯。

持久化存儲調度器

addPersistentStoreWithType: configuration: URL: options: error:方法是PSC建立並關聯數據庫的部分，關聯本地數據庫後會返回一個NSPersistentStore類型對象，這個對象負責具體持久化存儲的實現。能夠看到這個方法是一個實例方法，也就是能夠添加多個持久化存儲對象，而且多個持久化存儲對象都關聯一個PSC，這是容許的，在上面的圖中也看到了這樣的結構。可是這樣的需求並很少，並且管理起來比較麻煩，通常都不會這樣作。

PSC有四種可選的持久化存儲方案，用得最多的是SQLite的方式。其中Binary和XML這兩種方式，在進行數據操做時，須要將整個文件加載到內存中，這樣對內存的消耗是很大的。

  • NSSQLiteStoreType : SQLite數據庫
  • NSXMLStoreType : XML文件
  • NSBinaryStoreType : 二進制文件
  • NSInMemoryStoreType : 直接存儲在內存中

插入操做

// 建立託管對象，並指明建立的託管對象所屬實體名
Employee *emp = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Employee" inManagedObjectContext:context];
emp.name = @"lxz";
emp.height = @1.7;
emp.brithday = [NSDate date];

// 經過上下文保存對象，並在保存前判斷是否有更改
NSError *error = nil;
if (context.hasChanges) {
    [context save:&error];
}

// 錯誤處理
if (error) {
    NSLog(@"CoreData Insert Data Error : %@", error);
}

經過NSEntityDescription的insert類方法，生成並返回一個Employee託管對象，並將這個對象插入到指定的上下文中。

MOC將操做的數據存放在緩存層，只有調用MOC的save方法後，纔會真正對數據庫進行操做，不然這個對象只是存在內存中，這樣作避免了頻繁的數據庫訪問。

刪除操做

// 創建獲取數據的請求對象，指明對Employee實體進行刪除操做
NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];

// 建立謂詞對象，過濾出符合要求的對象，也就是要刪除的對象
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name = %@", @"lxz"];
request.predicate = predicate;

// 執行獲取操做，找到要刪除的對象
NSError *error = nil;
NSArray<Employee *> *employees = [context executeFetchRequest:request error:&error];

// 遍歷符合刪除要求的對象數組，執行刪除操做
[employees enumerateObjectsUsingBlock:^(Employee * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    [context deleteObject:obj];
}];

// 保存上下文
if (context.hasChanges) {
    [context save:nil];
}

// 錯誤處理
if (error) {
    NSLog(@"CoreData Delete Data Error : %@", error);
}

首先獲取須要刪除的託管對象，遍歷獲取的對象數組，逐個刪除後調用MOC的save方法保存。

修改操做

// 創建獲取數據的請求對象，並指明操做的實體爲Employee
NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];

// 建立謂詞對象，設置過濾條件
NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name = %@", @"lxz"];
request.predicate = predicate;

// 執行獲取請求，獲取到符合要求的託管對象
NSError *error = nil;
NSArray<Employee *> *employees = [context executeFetchRequest:request error:&error];
[employees enumerateObjectsUsingBlock:^(Employee * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    obj.height = @3.f;
}];

// 將上面的修改進行存儲
if (context.hasChanges) {
    [context save:nil];
}

// 錯誤處理
if (error) {
    NSLog(@"CoreData Update Data Error : %@", error);
}

和上面同樣，首先獲取到須要更改的託管對象，更改完成後調用MOC的save方法持久化到本地。

查找操做

// 創建獲取數據的請求對象，指明操做的實體爲Employee
NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@"Employee"];

// 執行獲取操做，獲取全部Employee託管對象
NSError *error = nil;
NSArray<Employee *> *employees = [context executeFetchRequest:request error:&error];
[employees enumerateObjectsUsingBlock:^(Employee * _Nonnull obj, NSUInteger idx, BOOL * _Nonnull stop) {
    NSLog(@"Employee Name : %@, Height : %@, Brithday : %@", obj.name, obj.height, obj.brithday);
}];

// 錯誤處理
if (error) {
    NSLog(@"CoreData Ergodic Data Error : %@", error);
}

查找操做最簡單粗暴，由於是演示代碼，因此直接將全部Employee表中的託管對象加載出來。在實際開發中確定不會這樣作，只須要加載須要的數據。後面還會講到一些更高級的操做，會涉及到獲取方面的東西。

總結

在CoreData中全部的託管對象被建立出來後，都是關聯着MOC對象的。因此在對象進行任何操做後，都會被記錄在MOC中。在最後調用MOC的save方法後，MOC會將操做交給PSC去處理，PSC將會將這個存儲任務指派給NSPersistentStore對象。

上面的增刪改查操做，看上去大致流程都差很少，都是一些最基礎的簡單操做，在下一篇文章中將會將一些比較複雜的操做。

好多同窗都問我有Demo沒有，其實文章中貼出的代碼組合起來就是個Demo。後來想了想，仍是給本系列文章配了一個簡單的Demo，方便你們運行調試，後續會給全部博客的文章都加上Demo。

Demo只是來輔助讀者更好的理解文章中的內容，應該博客結合Demo一塊兒學習，只看Demo仍是不能理解更深層的原理。Demo中幾乎每一行代碼都會有註釋，各位能夠打斷點跟着Demo執行流程走一遍，看看各個階段變量的值。

Demo地址：劉小壯的Github

這兩天更新了一下文章，將CoreData系列的六篇文章整合在一塊兒，作了一個PDF版的《CoreData Book》，放在我Github上了。PDF上有文章目錄，方便閱讀。

若是你以爲不錯，請把PDF幫忙轉到其餘羣裏，或者你的朋友，讓更多的人瞭解CoreData，衷心感謝！

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