IOS数据持久化小结

2016-11-18 本文已影响625人 koula

IOS数据持久化

数据的持久化，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，本文将先对IOS沙盒文件进行简单介绍，然后分析plist文件、归档、偏好设置、数据库四种常用的方案。

沙盒介绍

Apple为了安全考虑，限制IOS应用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”。

应用程序在自己的沙盒中运作，但是不能访问任何其他应用程序的沙盒；
应用之间不能共享数据，沙盒里的文件不能被复制到其他应用程序的文件夹中，也不能把其他应用文件夹复制到沙盒中；
苹果禁止任何读写沙盒以外的文件，禁止应用程序将内容写到沙盒以外的文件夹中。

结构

沙盒的目录结构如下：

"应用程序包"
Documents
Library
- Caches
- Preferences
tmp

特性

沙盒中的每个文件夹都各尽不同，所以在选择数据存储时需要选择合适的目录
"应用程序包":
应用程序包里面存放的主要是应用程序的源文件，包括可执行文件和资源文件，其路径获取方式如下：
NSString *path = [[NSBundle mainBundle] bundlePath];
Documents:
Documents是最常用的目录，iTunes会同步此文件夹的内容，适合存储重要的数据，其路径获取方式如下：
NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
Library/Caches:
Library/Caches,iTnues不会同步此文件夹中的内容，通常适合存储体积大，不需要备份的非重要数据，其路径获取方式如下：
NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
Library/Preferences:
Library/Preferences,iTunes会同步此文件夹中的内容，通常用于保存应用的设置信息，其获取方式如下：
NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
tmp:
tmp,iTunes不会同步此文件夹，系统可能在应用没有运行时删除该目录下的文件，适合保存应用中的一些临时文件，用完就删除，起路径获取方式如下：
NSString *path = NSTemporaryDirectory();

持久化方式

IOS 应用程序常用的数据持久化方法主要有plist文件（属性列表）、归档（NSKeyedArchiver）、偏好设置（preference）、数据库（SQL、CoreData）。

plist文件

plist文件是将IOS中一些特定的类，通过XML文件的方式持久化在本地目录中。可以被序列化的类只有Apple系统提供的以下几种：

NSString
NSMutableString
NSData
NSMutableData
NSArray
NSMutableArray
NSDictionary
NSMutableDictionary
NSNumber
NSDate

使用示例

NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
NSString *plistFilePath = [path stringByAppendingString:@"/testPlist.plist"];
//存储
NSDictionary *dict = @{@"1":@"one",@"2":@"two",@"3":@"three"};
[dict writeToFile:plistFilePath atomically:YES];
//读取
NSDictionary *readDict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:plistFilePath];
NSLog(@"read content is %@", readDict);

注意事项
- 只有以上类型才能使用plist文件存储，无论文件命名或者存储位置如何，序列化均为XML
- 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。
- 读取时用XXXWithContentsOfFile:方法

归档

归档在iOS中是另一种形式的序列化，只要遵循了NSCoding协议实现了initWithCoder:和encodeWithCoder:方法的对象都可以通过它实现序列化，存储在文件中。

使用示例

@class Student;
@interface ClassRoom : NSObject <NSCoding>
@property (nonatomic, strong) NSString *grade;
@property (nonatomic, strong) NSArray<Student *> *students;

@end
@implementation ClassRoom

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.grade = [aDecoder decodeObjectForKey:@"grade"];
        self.students = [aDecoder decodeObjectForKey:@"students"];
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{
    [aCoder encodeObject:self.grade forKey:@"grade"];
    [aCoder encodeObject:self.students forKey:@"students"];
}

@end

@interface Student : NSObject <NSCoding>
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSInteger sID;

@end
@implementation Student

- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
        self.sID = [[aDecoder decodeObjectForKey:@"sID"] integerValue];
    }
    return self;
}

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder{
    [aCoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];
    [aCoder encodeObject:[NSNumber numberWithInteger:self.sID] forKey:@"sID"];
}

@end

NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
NSString *archiverPath = [path stringByAppendingString:@"/classRoom.data"];

NSMutableArray *studentArray = [NSMutableArray array];
for (NSInteger i = 0; i < 10; i++) {
    Student *student = [[Student alloc] init];
    student.name = [NSString stringWithFormat:@"student%zd", i];
    student.sID = i;
    [studentArray addObject:student];
}
ClassRoom *classRoom = [[ClassRoom alloc] init];
classRoom.grade = @"grade one";
classRoom.students = studentArray;
//存储
[NSKeyedArchiver archiveRootObject:classRoom toFile:archiverPath];
//读取
ClassRoom *readClassRoom = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:archiverPath];

注意事项
- 如果需要归档的类中包含某个属性是自定义的类的实例，则需要相应的类也实现NSCoding协议，如示例中的Student。
- 保存文件的扩展名可以任意指定。
- 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。

偏好设置

NSUserDefaults类提供了与默认数据库相交互的编程接口。其实它存储在应用程序的一个plist文件里，路径为沙盒Document目录平级的/Library/Prefereces里。如果将默认数据库比喻为SQL数据库，那么NSUserDefaults就相当于SQL语句。
NSUserDefaults支持的数据类型有：NSNumber（NSInteger、float、double），NSString，NSDate，NSArray，NSDictionary，BOOL，NSData

使用示例

NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
//存储
[userDefaults setObject:@"one" forKey:@"1"];
[userDefaults setInteger:2 forKey:@"2"];
[userDefaults setBool:YES forKey:@"3"];
//立即同步
[userDefaults synchronize];
//读取
NSString *one = [userDefaults objectForKey:@"1"];
NSInteger two = [userDefaults integerForKey:@"2"];
BOOL three = [userDefaults boolForKey:@"3"];

注意事项
- 偏好设置会把所有数据保存到Library/Preference目录下以应用包命名的plist文件中。
- synchronize方法让存储立即生效，如果没有调用，则系统会I/O情况不定时地保存。
- 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。

数据库

以上三种存储方法都是覆盖存储，如果数据量比较大，则需要数据库操作。IOS应用程序中常用的有SQLite和CoreDada。

SQLite

SQLite是基于C语言开发的轻型数据库，在iOS中需要使用C语言语法进行数据库操作、访问（无法使用ObjC直接访问，因为libqlite3框架基于C语言编写），SQLite中采用的是动态数据类型，即使创建时定义了一种类型，在实际操作时也可以存储其他类型，但是推荐建库时使用合适的类型（特别是应用需要考虑跨平台的情况时），建立连接后通常不需要关闭连接（尽管可以手动关闭）。

使用示例

@interface PersistentDemo ()
{
    sqlite3 *db;
}

- (void)testSqlite{
    //创建数据库
    [self createDb:@"personInfo.sqlite"];
    //创建表
    NSString *sqlCreateTable = @"CREATE TABLE personInfo (ID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name TEXT, age INTEGER, address TEXT)";
    [self execSql:sqlCreateTable];
    //插入
    NSString *insertOne = [NSString stringWithFormat:@"INSERT INTO '%@' (name, age, address) VALUES ('%@', '%@', '%@')", @"personInfo", @"张三", @"20", @"西湖区"];
    NSString *insertTwo = [NSString stringWithFormat:@"INSERT INTO '%@' (name, age, address) VALUES ('%@', '%@', '%@')", @"personInfo", @"李四", @"26", @"滨江区"];
    [self execSql:insertOne];
    [self execSql:insertTwo];
    //查询数据
    NSString *search = [NSString stringWithFormat:@"SELECT * FROM '%@' WHERE name='%@'", @"personInfo", @"张三"];
    [self execSearchSql:search];
    [self closeDb];
}

- (void)createDb:(NSString *)name{
    NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];
    NSString *dbName = [path stringByAppendingPathComponent:name];
    if (sqlite3_open([dbName UTF8String], &db) != SQLITE_OK) {
        sqlite3_close(db);
        NSLog(@"数据库打开失败");
    }
}

- (void)execSql:(NSString *)sql{
    char *err;
    if (sqlite3_exec(db, [sql UTF8String], NULL, NULL, &err) != SQLITE_OK) {
        sqlite3_close(db);
        NSLog(@"数据库操作失败");
    }
}

- (void)execSearchSql:(NSString *)sql{
    sqlite3_stmt *statement;
    
    if (sqlite3_prepare_v2(db, [sql UTF8String], -1, &statement, nil) == SQLITE_OK) {
        while (sqlite3_step(statement) == SQLITE_ROW) {
            char *name = (char *)sqlite3_column_text(statement, 1);
            NSString *nsNameStr = [[NSString alloc] initWithUTF8String:name];
            
            int age = sqlite3_column_int(statement, 2);
            
            char *address = (char *)sqlite3_column_text(statement, 3);
            NSString *nsAddrerss = [[NSString alloc] initWithUTF8String:address];
            NSLog(@"name :%@, age: %d, address: %@", nsNameStr, age, nsAddrerss);
        }
    }
    sqlite3_finalize(statement);
}

- (void)closeDb{
    sqlite3_close(db);
}

注意事项
- 需要导入依赖库，添加库文件libsqlite3.dylib并导入主头文件
- CRUD中需要对查询进行单独处理
  - 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。
- SQLite使用比较麻烦，可以使用基于其封装的FMDB

CoreData

CoreData 有空再单独整理，此处仅列出持久化调度逻辑关系图。

coredata