iOS應用數據存儲的常用方式介紹

MargaretteH 9年前發布 | 10K 次閱讀數據庫 iOS開發移動開發

應用沙盒

1）每個iOS應用都有自己的應用沙盒(應用沙盒就是文件系統目錄)，與其他文件系統隔離。應用必須待在自己的沙盒里，其他應用不能訪問該沙盒

2）應用沙盒的文件系統目錄，如下圖所示（假設應用的名稱叫Layer）

應用沙盒的文件系統目錄

3）應用沙盒結構分析

應用程序包：(上圖中的Layer)包含了所有的資源文件和可執行文件
Documents：保存應用運行時生成的需要持久化的數據，iTunes同步設備時會備份該目錄。例如，游戲應用可將游戲存檔保存在該目錄
tmp：保存應用運行時所需的臨時數據，使用完畢后再將相應的文件從該目錄刪除。應用沒有運行時，系統也可能會清除該目錄下的文件。iTunes同步設備時不會備份該目錄
Library/Caches：保存應用運行時生成的需要持久化的數據，iTunes同步設備時不會備份該目錄。一般存儲體積大、不需要備份的非重要數據
Library/Preference：保存應用的所有偏好設置，iOS的Settings(設置)應用會在該目錄中查找應用的設置信息。iTunes同步設備時會備份該目錄

4）應用沙盒目錄的常見獲取方式

沙盒根目錄：NSString *home = NSHomeDirectory();
Documents：(2種方式)：

i)利用沙盒根目錄拼接”Documents”字符串

NSString *home = NSHomeDirectory();
NSString *documents = [home stringByAppendingPathComponent:@"Documents"];
// 不建議采用，因為新版本的操作系統可能會修改目錄名

ii)利用NSSearchPathForDirectoriesInDomains函數

// NSUserDomainMask 代表從用戶文件夾下找
// YES 代表展開路徑中的波浪字符“~”
NSArray *array =  NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);
// 在iOS中，只有一個目錄跟傳入的參數匹配，所以這個集合里面只有一個元素
NSString *documents = [array objectAtIndex:0];

tmp：NSString *tmp = NSTemporaryDirectory();
Library/Caches：(跟Documents類似的2種方法)

i）利用沙盒根目錄拼接”Caches”字符串

ii）利用NSSearchPathForDirectoriesInDomains函數(將函數的第2個參數改為：NSCachesDirectory即可)

Library/Preference：通過NSUserDefaults類存取該目錄下的設置信息

iOS應用數據存儲的常用方式

XML屬性列表（plist）歸檔
Preference（偏好設置）
NSKeyedArchiver歸檔（NSCoding）
SQLite3
Core Data

XML屬性列表（plist）歸檔

屬性列表是一種XML格式的文件，拓展名為plist。

如果對象是NSString、NSDictionary、NSArray、NSData、NSNumber等類型，就可以使用writeToFile:atomically:方法直接將對象寫到屬性列表文件中。

舉個例子：將一個NSDictionary對象歸檔到一個plist屬性列表中

// 將數據封裝成字典
NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];
[dict setObject:@"母雞" forKey:@"name"];
[dict setObject:@"15013141314" forKey:@"phone"];
[dict setObject:@"27" forKey:@"age"];
// 將字典持久化到Documents/stu.plist文件中
[dict writeToFile:path atomically:YES];

成功寫入到Documents目錄下:

運行結果

用文本編輯器打開，文件內容為：

文本編輯器查看

用xcode打開屬性文件:

xcode查看

讀取屬性列表，恢復NSDictionary對象

// 讀取Documents/stu.plist的內容，實例化NSDictionary
NSDictionary *dict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:path];
NSLog(@"name:%@", [dict objectForKey:@"name"]);
NSLog(@"phone:%@", [dict objectForKey:@"phone"]);
NSLog(@"age:%@", [dict objectForKey:@"age"]);

輸出結果：

屬性列表-NSDictionary的存儲和讀取過程

Preference（偏好設置）

很多iOS應用都支持偏好設置，比如保存用戶名、密碼、字體大小等設置，iOS提供了一套標準的解決方案來為應用加入偏好設置功能。

每個應用都有個NSUserDefaults實例，通過它來存取偏好設置。

比如，保存用戶名、字體大小、是否自動登錄

NSUserDefaults *defaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
[defaults setObject:@"itcast" forKey:@"username"];
[defaults setFloat:18.0f forKey:@"text_size"];
[defaults setBool:YES forKey:@"auto_login"];

存儲文件內容

NSKeyedArchiver歸檔（NSCoding）

如果對象是NSString、NSDictionary、NSArray、NSData、NSNumber等類型，可以直接用NSKeyedArchiver進行歸檔和恢復。

不是所有的對象都可以直接用這種方法進行歸檔，只有遵守了NSCoding協議的對象才可以。

NSCoding協議有2個方法：

encodeWithCoder:

每次歸檔對象時，都會調用這個方法。一般在這個方法里面指定如何歸檔對象中的每個實例變量，可以使用encodeObject:forKey:方法歸檔實例變量

initWithCoder:

每次從文件中恢復(解碼)對象時，都會調用這個方法。一般在這個方法里面指定如何解碼文件中的數據為對象的實例變量，可以使用decodeObject:forKey方法解碼實例變量

歸檔一個NSArray對象到Documents/array.archive

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@”a”,@”b”,nil];
[NSKeyedArchiver archiveRootObject:array toFile:path];

歸檔成功

存檔文件

恢復(解碼)NSArray對象

NSArray *array = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:path];

存取過程

歸檔Person對象

Person.h

@interface Person : NSObject@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, assign) float height;
@end

Person.m

@implementation Person
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)encoder {
    [encoder encodeObject:self.name forKey:@"name"];
    [encoder encodeInt:self.age forKey:@"age"];
    [encoder encodeFloat:self.height forKey:@"height"];
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)decoder {
    self.name = [decoder decodeObjectForKey:@"name"];
    self.age = [decoder decodeIntForKey:@"age"];
    self.height = [decoder decodeFloatForKey:@"height"];
    return self;
}
@end

歸檔(編碼)

Person *person = [[[Person alloc] init] autorelease];
person.name = @"hosea";
person.age = 22;
person.height = 1.83f;
[NSKeyedArchiver archiveRootObject:person toFile:path];

恢復(解碼)

Person *person = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:path];

NSKeyedArchiver-歸檔對象的注意

- 如果父類也遵守了NSCoding協議，請注意：
    - 應該在encodeWithCoder:方法中加上一句
    [super encodeWithCode:encode];
    確保繼承的實例變量也能被編碼，即也能被歸檔
    - 應該在initWithCoder:方法中加上一句
    self = [super initWithCoder:decoder];
    確保繼承的實例變量也能被解碼，即也能被恢復

歸檔NSData

使用archiveRootObject:toFile:方法可以將一個對象直接寫入到一個文件中，但有時候可能想將多個對象寫入到同一個文件中，那么就要使用NSData來進行歸檔對象。

NSData可以為一些數據提供臨時存儲空間，以便隨后寫入文件，或者存放從磁盤讀取的文件內容。可以使用[NSMutableData data]創建可變數據空間。

原理

舉個例子：NSData-歸檔2個Person對象到同一文件中

歸檔（編碼）

// 新建一塊可變數據區
NSMutableData *data = [NSMutableData data];
// 將數據區連接到一個NSKeyedArchiver對象
NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data];
// 開始存檔對象，存檔的數據都會存儲到NSMutableData中
[archiver encodeObject:person1 forKey:@"person1"];
[archiver encodeObject:person2 forKey:@"person2"];
// 存檔完畢(一定要調用這個方法，調用了這個方法，archiver才會將encode的數據存儲到NSMutableData中)
[archiver finishEncoding];
// 將存檔的數據寫入文件
[data writeToFile:path atomically:YES];

恢復（解碼）

// 從文件中讀取數據
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:path];
// 根據數據，解析成一個NSKeyedUnarchiver對象
NSKeyedUnarchiver *unarchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:data];
Person *person1 = [unarchiver decodeObjectForKey:@"person1"];
Person *person2 = [unarchiver decodeObjectForKey:@"person2"];
// 恢復完畢(這個方法調用之后，unarchiver不能再decode對象，而且會通知unarchiver的代理調用unarchiverWillFinish:和unarchiverDidFinish:方法)
[unarchiver finishDecoding];

PS:也可將多個對象放入到一個數組中。

將數組進行歸檔，在數組對象執行archiveRootObject:toFile時，數組中每個對象會自動調用encodeWithCoder:方法進行歸檔；
相反數組文件進行解檔時，在數組對象執行unarchiveObjectWithFile:時，數組中每個對象會自動調用initWithCoder:方法進行解檔。

利用歸檔實現深復制

比如對一個Person對象進行深復制

// 臨時存儲person1的數據
NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:person1];
// 解析data，生成一個新的Person對象
Person *person2 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];
// 分別打印內存地址
NSLog(@"person1:0x%x", person1); // person1:0x7177a60
NSLog(@"person2:0x%x", person2); // person2:0x7177cf0

深復制原理

SQLite3

SQLite3簡介

SQLite3是一款開源的嵌入式關系型數據庫，可移植性好、易使用、內存開銷小。

SQLite3是無類型的，意味著你可以保存任何類型的數據到任意表的任意字段中。比如下列的創表語句是合法的：

create table t_person(name, age);

為了保證可讀性，建議還是把字段類型加上：

create table t_person(name text, age integer);

SQLite3常用的5種數據類型：text、integer、float、boolean、blob

在iOS中使用SQLite3，首先要添加庫文件libsqlite3.dylib和導入主頭文件

導入庫

創建或打開數據庫

// path為：~/Documents/person.db
sqlite3 *db;
int result = sqlite3_open([path UTF8String], &db);

代碼解析：

sqlite3_open()將根據文件路徑打開數據庫，如果不存在，則會創建一個新的數據庫。如果result等于常量SQLITE_OK，則表示成功打開數據庫
sqlite3 *db：一個打開的數據庫實例
數據庫文件的路徑必須以C字符串(而非NSString)傳入

關閉數據庫：sqlite3_close(db);

執行創表語句

char *errorMsg;  // 用來存儲錯誤信息
char *sql = "create table if not exists t_person(id integer primary key autoincrement, name text, age integer);";
int result = sqlite3_exec(db, sql, NULL, NULL, &errorMsg);

代碼解析：

sqlite3_exec()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
sqlite3_exec()還可以執行的語句：

開啟事務：begin transaction;
回滾事務：rollback;
提交事務：commit;

帶占位符插入數據

char *sql = "insert into t_person(name, age) values(?, ?);";
sqlite3_stmt *stmt;
if (sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, NULL) == SQLITE_OK) {
    sqlite3_bind_text(stmt, 1, "母雞", -1, NULL);
    sqlite3_bind_int(stmt, 2, 27);
}
if (sqlite3_step(stmt) != SQLITE_DONE) {
    NSLog(@"插入數據錯誤");
}
sqlite3_finalize(stmt);

代碼解析：

sqlite3_prepare_v2()返回值等于SQLITE_OK，說明SQL語句已經準備成功，沒有語法問題
sqlite3_bind_text()：大部分綁定函數都只有3個參數

第1個參數是sqlite3_stmt *類型
第2個參數指占位符的位置，第一個占位符的位置是1，不是0
第3個參數指占位符要綁定的值
第4個參數指在第3個參數中所傳遞數據的長度，對于C字符串，可以傳遞-1代替字符串的長度
第5個參數是一個可選的函數回調，一般用于在語句執行后完成內存清理工作

sqlite_step()：執行SQL語句，返回SQLITE_DONE代表成功執行完畢
sqlite_finalize()：銷毀sqlite3_stmt *對象

查詢數據

char *sql = "select id,name,age from t_person;";
sqlite3_stmt *stmt;
if (sqlite3_prepare_v2(db, sql, -1, &stmt, NULL) == SQLITE_OK) {
    while (sqlite3_step(stmt) == SQLITE_ROW) {
        int _id = sqlite3_column_int(stmt, 0);
        char *_name = (char *)sqlite3_column_text(stmt, 1);
        NSString *name = [NSString stringWithUTF8String:_name];
        int _age = sqlite3_column_int(stmt, 2);
        NSLog(@"id=%i, name=%@, age=%i", _id, name, _age);
    }
}
sqlite3_finalize(stmt);

代碼解析

sqlite3_step()返回SQLITE_ROW代表遍歷到一條新記錄
sqlite3_column_*()用于獲取每個字段對應的值，第2個參數是字段的索引，從0開始

Core Data

Core Data簡單介紹

Core Data框架提供了對象-關系映射(ORM)的功能，即能夠將OC對象轉化成數據，保存在SQLite3數據庫文件中，也能夠將保存在數據庫中的數據還原成OC對象。在此數據操作期間，不需要編寫任何SQL語句。使用此功能，要添加CoreData.framework和導入主頭文件CoreData/CoreData.h。

對象-關系映射

在Core Data，需要進行映射的對象稱為實體(entity)，而且需要使用Core Data的模型文件來描述應用的所有實體和實體屬性

這里以Person和Card(身份證)2個實體為例子，先看看實體屬性和之間的關聯關系

實體屬性和之間的關聯關系

Person中有個Card屬性，Card中有個Person屬性。
屬于一對一雙向關聯。

模型文件

創建文件

添加實體

添加Person實體的基本屬性

添加Card實體的基本屬性

在Person中添加card屬性

在Card中添加person屬性

NSManagedObject

通過Core Data從數據庫取出的對象，默認情況下都是NSManagedObject對象
NSManagedObject的工作模式有點類似于NSDictionary對象，通過鍵-值對來存取所有的實體屬性

setValue:forKey: 存儲屬性值(屬性名為key)
valueForKey: 獲取屬性值(屬性名為key)

Core Data主要對象

搭建Core Data上下文環境

從應用程序包中加載模型文件

NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];

傳入模型，初始化NSPersistentStoreCoordinator

NSPersistentStoreCoordinator *psc = [[[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model] autorelease];

構建SQLite文件路徑

NSString *docs = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:[docs stringByAppendingPathComponent:@"person.data"]];

添加持久化存儲庫，這里使用SQLite作為存儲庫

NSError *error = nil;
NSPersistentStore *store = [psc addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:url options:nil error:&error];
if (store == nil) { // 直接拋異常
  [NSException raise:@"添加數據庫錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];
}

初始化上下文，設置persistentStoreCoordinator屬性

NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] init];
context.persistentStoreCoordinator = psc;
// 用完之后，還是要[context release];

添加數據

傳入上下文，創建一個Person實體對象

NSManagedObject *person = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];

設置簡單屬性

[person setValue:@"hosea" forKey:@"name"];
[person setValue:[NSNumber numberWithInt:22] forKey:@"age"];

傳入上下文，創建一個Card實體對象

NSManagedObject *card = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Card" inManagedObjectContext:context];
[card setValue:@"4414241933432" forKey:@"no"];

設置Person和Card之間的關聯關系

[person setValue:card forKey:@"card"];

利用上下文對象，將數據同步到持久化存儲庫

NSError *error = nil;
BOOL success = [context save:&error];
if (!success) {
  [NSException raise:@"訪問數據庫錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];
}
//如果是想做更新操作：只要在更改了實體對象的屬性后調用[context save:&error]，就能將更改的數據同步到數據庫

查詢數據

初始化一個查詢請求

NSFetchRequest *request = [[[NSFetchRequest alloc] init] autorelease];

設置要查詢的實體

NSEntityDescription *desc = [NSEntityDescription entityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];

設置排序（按照age降序）

NSSortDescriptor *sort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"age" ascending:NO];
request.sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject:sort];

設置條件過濾(name like '%hosea-1%')

NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name like %@", @"*hosea-1*"];
request.predicate = predicate;

執行請求

NSError *error = nil;
NSArray *objs = [context executeFetchRequest:request error:&error];
if (error) {
  [NSException raise:@"查詢錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];
}

遍歷數據

for (NSManagedObject *obj in objs) {
  NSLog(@"name=%@", [obj valueForKey:@"name"]);
}

刪除數據

傳入需要刪除的實體對象

[context deleteObject:managedObject];

將結果同步到數據庫

NSError *error = nil;
[context save:&error];
if (error) {
  [NSException raise:@"刪除錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];
}

打開Core Data的SQL日志輸出開關

Core Data的延遲加載

Core Data不會根據實體中的關聯關系立即獲取相應的關聯對象
比如通過Core Data取出Person實體時，并不會立即查詢相關聯的Card實體；當應用真的需要使用Card時，才會查詢數據庫，加載Card實體的信息

創建NSManagedObject的子類

默認情況下，利用Core Data取出的實體都是NSManagedObject類型的，能夠利用鍵-值對來存取數據

但是一般情況下，實體在存取數據的基礎上，有時還需要添加一些業務方法來完成一些其他任務，那么就必須創建NSManagedObject的子類

選擇模型文件

選擇需要創建子類的實體

那么生成一個Person實體對象就應該這樣寫

Person *person = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];
person.name = @"hosea";
person.age = [NSNumber numberWithInt:22];
Card *card = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@”Card" inManagedObjectContext:context];
card.no = @”4414245465656";
person.card = card;

作者：hosea_zhou（簡書）

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iOS應用數據存儲的常用方式

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