iOS數據持久化

時間  2019-11-24
標籤 ios 數據 持久 欄目 iOS 简体版
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  • 文件系統
  • 歸檔和序列化
  • 數據庫

1.文件系統

不論是Mac OS X 仍是iOS的文件系統都是創建在UNIX文件系統基礎之上的。 html

1.1 沙盒模型

在iOS中，一個App的讀寫權限只侷限於本身的沙盒目錄中。 git

沙盒模型到底有哪些好處呢?
安全：別的App沒法修改你的程序或數據
保護隱私：別的App沒法讀取你的程序和數據
方便刪除：由於一個App全部產生的內容都在本身的沙盒中，因此刪除App只須要將沙盒刪除就能夠完全刪除程序了 github

iOS App沙盒中的目錄 sql

  • App Bundle ,如xxx.app 實際上是一個目錄，裏面有app自己的二進制數據以及資源文件
  • Documents, 存放程序產生的文檔數據
  • Library , 下面默認包含下面兩個目錄 Caches Preferences
  • tmp, 臨時文件目錄

若是咱們想在程序中獲取上面某個目錄的路徑，應該如何實現呢？ 下面就講講路徑的獲取， 經過NSPathUtilities.h中的NSSearchPathForDirectoriesInDomains函數，咱們即可以獲取咱們想要的路徑。 此函數具體聲明以下: 數據庫

NSArray *NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSSearchPathDirectory directory, NSSearchPathDomainMask domainMask, BOOL expandTilde); 
directory 目錄類型 好比Documents目錄 就是NSDocumentDirectory 
domainMask 在iOS的程序中這個取NSUserDomainMask 
expandTilde YES，表示將~展開成完整路徑 編程

注意函數返回的類型爲數組，在iOS中通常這個數組中只包含一個元素，因此直接取lastObject便可。 數組

1.2 NSFileManager

NSFileManager提供一個類方法得到一個單例。 安全

/* Returns the default singleton instance.*/ + (NSFileManager *)defaultManager;

下面羅列了NSFileManager的經常使用方法 多線程

  • 新建目錄 
- (BOOL)createDirectoryAtPath:(NSString *)path withIntermediateDirectories:(BOOL)createIntermediates attributes:(NSDictionary *)attributes error:(NSError **)error;

createIntermediates這個參數通常爲YES，表示若是目錄路徑中間的某個目錄不存在則建立之,若是是NO的話，則要保證所建立目錄的父目錄都必須已經存在 app

  • 獲取目錄下的全部文件 
- (NSArray *)contentsOfDirectoryAtPath:(NSString *)path error:(NSError **)error;

若是目錄爲空，則返回空數組

  • 其餘的一些方法 
  • - (BOOL)copyItemAtPath:(NSString *)srcPath toPath:(NSString *)dstPath error:(NSError **)error;
- (BOOL)moveItemAtPath:(NSString *)srcPath toPath:(NSString *)dstPath error:(NSError **)error;
- (BOOL)linkItemAtPath:(NSString *)srcPath toPath:(NSString *)dstPath error:(NSError **)error;
- (BOOL)removeItemAtPath:(NSString *)path error:(NSError **)error;

更多的能夠查看文檔 NSFileManager Class Reference。

在實際項目中，咱們通常會寫一個工具類來負責項目中全部的路徑操做。

2. 歸檔（Archives） 和 序列化（Serializations）

咱們常常聽到「序列化」，「反序列化」這樣的字眼，其實「序列化」的意思就是將對象轉換成字節流以便保存或傳輸，「反序列化」即是一個相反的過程，從字節流轉到對象。

在這節中涉及到一種文件類型plist，plist就是Property List 的縮寫,即所謂的屬性列表，屬性列表有兩種數據格式，一種是XML的，方便閱讀和編輯；另外一種是二進制的，節省存儲空間，以及提升效率。

在Objective-C中這個對象和字節流的互轉分紅兩類:

  • 歸檔 普通自定義對象和字節流之間的轉換
  • 序列化 某些特定類型（NSDictionary, NSArray, NSString, NSDate, NSNumber，NSData）的數據和字節流之間(一般將其保存爲plist文件)的轉換

不過本質上講上述兩種都是對象圖(Object Graph)和字節流之間的轉換. Apple關於序列化和歸檔的編程指南: Archives and Serializations Programming Guide 。

2.1 歸檔

若是咱們須要將自定義的一個對象保存到文件，應該如何作呢？ 
這裏引入兩個東西：一個是NSCoding協議 ；另外一個是NSKeyedArchiver，NSKeyedArchiver其實繼承於NSCoder，能夠以鍵值對的方式將對象的屬性進行序列化和反序列化。 
具體的過程能夠這樣描述 經過NSKeyedArchiver 能夠將實現了NSCoding協議的對象 和 字節流 相互轉換 。

像一些框架中的數據類型如NSDictionary,NSArray,NSString... 都已經實現了NSCoding協議，因此能夠直接對他們進行歸檔操做。

這裏來一個比較完整的例子，一個Address類，一個User類，User類下有個Address類型的屬性。

Address類 

@interface Address : NSObject<NSCoding>{ NSString *country; NSString *city; } @property(nonatomic,copy) NSString *country; @property(nonatomic,copy) NSString *city; @end ////////////////////////////////////////////////////// #import "Address.h" @implementation Address @synthesize country; @synthesize city; - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{ [aCoder encodeObject:country forKey:@"country"]; [aCoder encodeObject:city forKey:@"city"]; } - (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{ if (self = [super init]) { [self setCountry:[aDecoder decodeObjectForKey:@"country"]]; [self setCity:[aDecoder decodeObjectForKey:@"city"]]; } return self; } @end

User類 

#import <Foundation/Foundation.h> #import "Address.h" @interface User : NSObject<NSCoding>{ NSString *_name; NSString *_password; Address *_address; } @property(nonatomic,copy) NSString *name; @property(nonatomic,copy) NSString *password; @property(nonatomic,retain) Address *address; @end ///////////////////////////////////////////////////////// #import "User.h" @implementation User @synthesize name = _name; @synthesize password = _password; @synthesize address = _address; - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{ [aCoder encodeObject:_name forKey:@"name"]; [aCoder encodeObject:_password forKey:@"password"]; [aCoder encodeObject:_address forKey:@"address"]; } - (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{ if (self = [super init]) { [self setName:[aDecoder decodeObjectForKey:@"name"]]; [self setPassword:[aDecoder decodeObjectForKey:@"password"]]; [self setAddress:[aDecoder decodeObjectForKey:@"address"]]; } return self; } @end

使用示例 

Address *myAddress = [[[Address alloc] init] autorelease]; myAddress.country = @"中國"; myAddress.city = @"杭州"; User *user = [[[User alloc] init] autorelease]; user.name = @"盧克"; user.password = @"lukejin"; user.address = myAddress; [NSKeyedArchiver archiveRootObject:user toFile:@"/Users/Luke/Desktop/user"]; id object = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:@"/Users/Luke/Desktop/user"]; NSLog(@"Object Class : %@",[object class]);

經過查看文件內容能夠發現，保存的是plist的二進制數據格式。 轉成XML能夠看到以下內容: 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/ PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>$archiver</key>
    <string>NSKeyedArchiver</string>
    <key>$objects</key>
    <array>
        <string>$null</string>
        <dict>
            <key>$class</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>8</integer>
            </dict>
            <key>address</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>4</integer>
            </dict>
            <key>name</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>2</integer>
            </dict>
            <key>password</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>3</integer>
            </dict>
        </dict>
        <string>盧克</string>
        <string>lukejin</string>
        <dict>
            <key>$class</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>7</integer>
            </dict>
            <key>city</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>6</integer>
            </dict>
            <key>country</key>
            <dict>
                <key>CF$UID</key>
                <integer>5</integer>
            </dict>
        </dict>
        <string>中國</string>
        <string>杭州</string>
        <dict>
            <key>$classes</key>
            <array>
                <string>Address</string>
                <string>NSObject</string>
            </array>
            <key>$classname</key>
            <string>Address</string>
        </dict>
        <dict>
            <key>$classes</key>
            <array>
                <string>User</string>
                <string>NSObject</string>
            </array>
            <key>$classname</key>
            <string>User</string>
        </dict>
    </array>
    <key>$top</key>
    <dict>
        <key>root</key>
        <dict>
            <key>CF$UID</key>
            <integer>1</integer>
        </dict>
    </dict>
    <key>$version</key>
    <integer>100000</integer>
</dict>
</plist>

2.2 序列化

在實際的項目中，咱們通常是將NSDictionary或NSArray的對象保存到文件或者從文件讀取成對象。 固然這種只是適用於數據量不是很大的應用場景。 NSDictionary和NSArray 都有一個寫入文件的方法 

- (BOOL)writeToFile:(NSString *)path atomically:(BOOL)useAuxiliaryFile;

NSDictionary和NSArray會直接寫成plist文件。

2.2.1 序列化的方式

序列化能夠經過兩種途徑來進行

使用數據對象自帶的方法

寫文件 

NSMutableDictionary *dataDictionary = [[[NSMutableDictionary alloc] init] autorelease];
 [dataDictionary setValue:[NSNumber numberWithInt:222] forKey:@"intNumber"];
 [dataDictionary setValue:[NSArray arrayWithObjects:@"1",@"2", nil] forKey:@"testArray"];
 [dataDictionary writeToFile:@"/Users/Luke/Desktop/test.plist" atomically:YES];

寫完的文件內容以下: 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
    <key>intNumber</key>
    <integer>222</integer>
    <key>testArray</key>
    <array>
        <string>1</string>
        <string>2</string>
    </array>
</dict>
</plist>

從文件讀取 

NSDictionary *dictionaryFromFile = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:@"/Users/Luke/Desktop/test.plist"];
使用NSPropertyListSerialization類

經過NSPropertyListSerialization類能夠將數據對象直接轉成NSData或者直接寫到文件或者流中去. 

NSMutableDictionary *dataDictionary = [[[NSMutableDictionary alloc] init] autorelease];
[dataDictionary setValue:[NSNumber numberWithInt:222] forKey:@"intNumber"];
[dataDictionary setValue:[NSArray arrayWithObjects:@"1",@"2", nil] forKey:@"testArray"];

NSString *error;
NSData *xmlData = [NSPropertyListSerialization dataFromPropertyList:dataDictionary
                                                           format:NSPropertyListXMLFormat_v1_0
                                                 errorDescription:&error];
if(xmlData) {
    NSLog(@"No error creating XML data.");
    [xmlData writeToFile:@"/Users/Luke/Desktop/test2.plist" atomically:YES];
}
else {
    if (error) {
        NSLog(@"error:%@", error);
        [error release];
    }
}

讀取 

NSDictionary *dictionaryFromFile = (NSDictionary *)[NSPropertyListSerialization 
                                                       propertyListWithData:[NSData dataWithContentsOfFile:@"/Users/Luke/Desktop/test2.plist"] 
                                                        options:0
                                                        format:NULL
                                                        error:&error];

2.2.2 User Defaults

User Defaults 顧名思義就是一個用戶爲系統以及程序設置的默認值。每一個用戶都有本身的一套數據，用戶和用戶之間無法共享的。

咱們都知道每個程序都會保存一些設置數據，好比記住上次窗口的位置和大小，記住是否彈出某些提示信息等。蘋果提供了一個統一的解決方案，就是每個app都有一個plist文件專門用以保存偏好設置數據。 plist文件名默認是程序Bundle identifier,擴展名爲plist.

除了程序本身的設置外，系統還有一些全局的或者其它的一些設置，也屬於User Defaults的範疇，User Defaults的持久化數據都保存在 ~/Library/Preferences 目錄中.

這裏有一點簡要的說一下，User Defaults 中存放的key value分放在多個Domain中，取的時候按必定的次序取查找，次序以下:

  • The Argument Domain 程序啓動的時候以參數的方式傳入的
  • The Application Domain 經過NSUserDefaults往裏面寫數據的時候默認就是寫到這個Domain的，經過Bundle identifier來標識
  • The Global Domain 用戶的全局的設置（系統的偏好設置）會放在這個Domain下，好比用戶的語言設置，滾動條的設置等，裏面的設置會對全部的程序起做用。
  • The Languages Domains
  • The Registration Domain 這個domain裏面的key value是提供默認值的，通常會在程序啓動的設置進行設置，他們都不會被持久化到文件的。當某個key對應的值在上面的那些domain中都不存在的時候，就到這裏找。

Mac系統還爲user defaults提供了很好的命令行工具，defaults 你能夠經過下面的方式查看具體使用方式 

man defaults

能夠經過defaults domains查看當前用戶的全部的domain，經過 defaults read NSGlobalDomain 讀取 The Global Domain 中的全部值。

NSUserDefaults 類來讀寫Preferences設置，而無需考慮文件位置等細節問題。

NSUserDefaults 用起來和 NSDictionary 很類似，多了一個Domain的概念在裏面。NSUserDefaults 同樣提供了一個獲取單例的方法. 

+ (NSUserDefaults *)standardUserDefaults

NSUserDefaults提供了一系列的接口來根據key獲取對應的value，搜索的次序按照上面說起到的次序在各個Domain中進行查找。還提供了一系列的 Setting Default Values的方法，這些設置的值都是在 The Application Domain 下的.固然也提供了修改其餘Domain下的值的方法，只是須要總體的設置。

3.數據庫

Mac上自帶安裝了SQLite3 ,若是你以前接觸過關係型數據庫，你能夠經過命令行來對SQLite進行初步的認識 

$ sqlite3 test.db
SQLite version 3.7.5
Enter ".help" for instructions
Enter SQL statements terminated with a ";" sqlite>create table if not exists names(id integer primary key asc, name text); 
sqlite> insert into names(name) values('Luke');
sqlite> select * from names;
1|Luke
sqlite>

那若是在代碼中使用SQLite呢？

  • 添加sqlite的動態連接庫 libsqlite3.0.dylib
  • 引入頭文件 #import "sqlite3.h"

這樣以後你即可以經過C的接口來操做數據庫了 

qlite3 *database;//sqlite3的類型其實只是一個結構體struct
NSArray *documentsPaths=NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory 
                                                         , NSUserDomainMask 
                                                         , YES); 
NSString *databaseFilePath=[[documentsPaths objectAtIndex:0] stringByAppendingPathComponent:@"luke.db"];

//打開數據庫
if (sqlite3_open([databaseFilePath UTF8String], &database)==SQLITE_OK) { 
    NSLog(@"open sqlite db ok."); 
    char *errorMsg; 
    const char *createSql="create table if not exists names (id integer primary key asc,name text)";
    //建立表
    if (sqlite3_exec(database, createSql, NULL, NULL, &errorMsg)==SQLITE_OK) { 
        NSLog(@"create ok."); 
    }else {
        NSLog(@"error: %s",errorMsg); 
        sqlite3_free(errorMsg);
    }
    
    
    //插入數據
    const char *insertSql="insert into names (name) values(\"Luke\")"; 
    if (sqlite3_exec(database, insertSql, NULL, NULL, &errorMsg) == SQLITE_OK) { 
        NSLog(@"insert ok."); 
    }else {
        NSLog(@"error: %s",errorMsg); 
        sqlite3_free(errorMsg); 
    }
    
    
    const char *selectSql="select id,name from names"; 
    sqlite3_stmt *statement; 
    if (sqlite3_prepare_v2(database, selectSql, -1, &statement, nil) == SQLITE_OK) { 
        NSLog(@"select ok.");
    }
    
    while (sqlite3_step(statement)==SQLITE_ROW) { 
        int _id=sqlite3_column_int(statement, 0); 
        char *name=(char *)sqlite3_column_text(statement, 1); 
        NSString *nameString = [NSString stringWithCString:name encoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSLog(@"row>>id %i, name %@",_id,nameString); 
    }
    
    sqlite3_finalize(statement);
    
}

sqlite3_close(database);

你會發現這徹底是C語言編程，和Objective-C的代碼混在一塊兒格格不入，也很不方便，因此便有人開發了開源的sqlite c接口的wrapper

具體的使用方法，各自的文檔都寫的比較清楚。 FMDB不支持多線程同時使用同一個數據庫鏈接進行操做，不然會有線程安全問題，有可能致使數據庫文件損壞。EGODatabase則引入了多線程的支持，部分代碼借鑑了FMDB，二者在使用上很是的類似。另EGODatabase提供了異步數據庫操做的支持，將數據庫操做封裝成數據庫請求（其繼承於NSOperation），數據庫請求建立好了，丟到一個OperationQueue中被異步的進行執行，當請求數據完成以後 ，相應的delegate方法會被調用，而後你能夠在主線程更新顯示了.

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