iOS應用資料儲存的幾種常用方式

小莊的風景發表於2017-02-12

iOS

應用沙盒

1）每個iOS應用都有自己的應用沙盒(應用沙盒就是檔案系統目錄)，與其他檔案系統隔離。應用必須待在自己的沙盒裡，其他應用不能訪問該沙盒

2）應用沙盒的檔案系統目錄，如下圖所示（假設應用的名稱叫Layer）

應用沙盒的檔案系統目錄

3）應用沙盒結構分析

應用程式包：(上圖中的Layer)包含了所有的資原始檔和可執行檔案
Documents：儲存應用執行時生成的需要持久化的資料，iTunes同步裝置時會備份該目錄。例如，遊戲應用可將遊戲存檔儲存在該目錄
tmp：儲存應用執行時所需的臨時資料，使用完畢後再將相應的檔案從該目錄刪除。應用沒有執行時，系統也可能會清除該目錄下的檔案。iTunes同步裝置時不會備份該目錄
Library/Caches：儲存應用執行時生成的需要持久化的資料，iTunes同步裝置時不會備份該目錄。一般儲存體積大、不需要備份的非重要資料
Library/Preference：儲存應用的所有偏好設定，iOS的Settings(設定)應用會在該目錄中查詢應用的設定資訊。iTunes同步裝置時會備份該目錄

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”字串

NSString *home = NSHomeDirectory();

NSString *documents = [home stringByAppendingPathComponent:@"Documents"];

// 不建議採用，因為新版本的作業系統可能會修改目錄名

ii)利用NSSearchPathForDirectoriesInDomains函式

// NSUserDomainMask 代表從使用者資料夾下找

// YES 代表展開路徑中的波浪字元“~”

NSArray *array =  NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);

// 在iOS中，只有一個目錄跟傳入的引數匹配，所以這個集合裡面只有一個元素

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”字串

ii）利用NSSearchPathForDirectoriesInDomains函式(將函式的第2個引數改為：NSCachesDirectory即可)

Library/Preference：通過NSUserDefaults類存取該目錄下的設定資訊

iOS應用資料儲存的常用方式

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

XML屬性列表（plist）歸檔

屬性列表是一種XML格式的檔案，擴充名為plist。

如果物件是NSString、NSDictionary、NSArray、NSData、NSNumber等型別，就可以使用writeToFile:atomically:方法直接將物件寫到屬性列表檔案中。

舉個例子：將一個NSDictionary物件歸檔到一個plist屬性列表中

// 將資料封裝成字典

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檔案中

[dict writeToFile:path atomically:YES];

成功寫入到Documents目錄下:

執行結果

用文字編輯器開啟，檔案內容為：

文字編輯器檢視

用xcode開啟屬性檔案:

xcode檢視

讀取屬性列表，恢復NSDictionary物件

// 讀取Documents/stu.plist的內容，例項化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的儲存和讀取過程

Preference（偏好設定）

很多iOS應用都支援偏好設定，比如儲存使用者名稱、密碼、字型大小等設定，iOS提供了一套標準的解決方案來為應用加入偏好設定功能。

每個應用都有個NSUserDefaults例項，通過它來存取偏好設定。

比如，儲存使用者名稱、字型大小、是否自動登入

NSUserDefaults *defaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];

[defaults setObject:@"itcast" forKey:@"username"];

[defaults setFloat:18.0f forKey:@"text_size"];

[defaults setBool:YES forKey:@"auto_login"];

儲存檔案內容

NSKeyedArchiver歸檔（NSCoding）

如果物件是NSString、NSDictionary、NSArray、NSData、NSNumber等型別，可以直接用NSKeyedArchiver進行歸檔和恢復。

不是所有的物件都可以直接用這種方法進行歸檔，只有遵守了NSCoding協議的物件才可以。

NSCoding協議有2個方法：

encodeWithCoder:

每次歸檔物件時，都會呼叫這個方法。一般在這個方法裡面指定如何歸檔物件中的每個例項變數，可以使用encodeObject:forKey:方法歸檔例項變數

initWithCoder:

每次從檔案中恢復(解碼)物件時，都會呼叫這個方法。一般在這個方法裡面指定如何解碼檔案中的資料為物件的例項變數，可以使用decodeObject:forKey方法解碼例項變數

歸檔一個NSArray物件到Documents/array.archive

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@”a”,@”b”,nil];

[NSKeyedArchiver archiveRootObject:array toFile:path];

歸檔成功

存檔檔案

恢復(解碼)NSArray物件

NSArray *array = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:path];

存取過程

歸檔Person物件

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-歸檔物件的注意

- 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];

    確保繼承的例項變數也能被編碼，即也能被歸檔

    - 應該在initWithCoder:方法中加上一句

    self = [super initWithCoder:decoder];

    確保繼承的例項變數也能被解碼，即也能被恢復

歸檔NSData

使用archiveRootObject:toFile:方法可以將一個物件直接寫入到一個檔案中，但有時候可能想將多個物件寫入到同一個檔案中，那麼就要使用NSData來進行歸檔物件。

NSData可以為一些資料提供臨時儲存空間，以便隨後寫入檔案，或者存放從磁碟讀取的檔案內容。可以使用[NSMutableData data]建立可變資料空間。

原理

舉個例子：NSData-歸檔2個Person物件到同一檔案中

歸檔（編碼）

// 新建一塊可變資料區

NSMutableData *data = [NSMutableData data];

// 將資料區連線到一個NSKeyedArchiver物件

NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data];

// 開始存檔物件，存檔的資料都會儲存到NSMutableData中

[archiver encodeObject:person1 forKey:@"person1"];

[archiver encodeObject:person2 forKey:@"person2"];

// 存檔完畢(一定要呼叫這個方法，呼叫了這個方法，archiver才會將encode的資料儲存到NSMutableData中)

[archiver finishEncoding];

// 將存檔的資料寫入檔案

[data writeToFile:path atomically:YES];

恢復（解碼）

// 從檔案中讀取資料

NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:path];

// 根據資料，解析成一個NSKeyedUnarchiver物件

NSKeyedUnarchiver *unarchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:data];

Person *person1 = [unarchiver decodeObjectForKey:@"person1"];

Person *person2 = [unarchiver decodeObjectForKey:@"person2"];

// 恢復完畢(這個方法呼叫之後，unarchiver不能再decode物件，而且會通知unarchiver的代理呼叫unarchiverWillFinish:和unarchiverDidFinish:方法)

[unarchiver finishDecoding];

PS:也可將多個物件放入到一個陣列中。

將陣列進行歸檔，在陣列物件執行archiveRootObject:toFile時，陣列中每個物件會自動呼叫encodeWithCoder:方法進行歸檔；
相反陣列檔案進行解檔時，在陣列物件執行unarchiveObjectWithFile:時，陣列中每個物件會自動呼叫initWithCoder:方法進行解檔。

利用歸檔實現深複製

比如對一個Person物件進行深複製

// 臨時儲存person1的資料

NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:person1];

// 解析data，生成一個新的Person物件

Person *person2 = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data];

// 分別列印記憶體地址

NSLog(@"person1:0x%x", person1); // person1:0x7177a60

NSLog(@"person2:0x%x", person2); // person2:0x7177cf0

深複製原理

SQLite3

SQLite3簡介

SQLite3是一款開源的嵌入式關係型資料庫，可移植性好、易使用、記憶體開銷小。

SQLite3是無型別的，意味著你可以儲存任何型別的資料到任意表的任意欄位中。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，建議還是把欄位型別加上：

create table t_person(name text, age integer);

SQLite3常用的5種資料型別：text、integer、float、boolean、blob

在iOS中使用SQLite3，首先要新增庫檔案libsqlite3.dylib和匯入主標頭檔案

匯入庫

建立或開啟資料庫

// path為：~/Documents/person.db

sqlite3 *db;

int result = sqlite3_open([path UTF8String], &db);

程式碼解析：

sqlite3_open()將根據檔案路徑開啟資料庫，如果不存在，則會建立一個新的資料庫。如果result等於常量SQLITE_OK，則表示成功開啟資料庫
sqlite3 *db：一個開啟的資料庫例項
資料庫檔案的路徑必須以C字串(而非NSString)傳入

關閉資料庫：sqlite3_close(db);

執行創表語句

char *errorMsg;  // 用來儲存錯誤資訊

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);

程式碼解析：

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資料
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;

帶佔位符插入資料

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(@"插入資料錯誤");

}

sqlite3_finalize(stmt);

程式碼解析：

sqlite3_prepare_v2()返回值等於SQLITE_OK，說明SQL語句已經準備成功，沒有語法問題
sqlite3_bind_text()：大部分繫結函式都只有3個引數

第1個引數是sqlite3_stmt *型別
第2個引數指佔位符的位置，第一個佔位符的位置是1，不是0
第3個引數指佔位符要繫結的值
第4個引數指在第3個引數中所傳遞資料的長度，對於C字串，可以傳遞-1代替字串的長度
第5個引數是一個可選的函式回撥，一般用於在語句執行後完成記憶體清理工作

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

查詢資料

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);

程式碼解析

sqlite3_step()返回SQLITE_ROW代表遍歷到一條新記錄
sqlite3_column_*()用於獲取每個欄位對應的值，第2個引數是欄位的索引，從0開始

Core Data

Core Data簡單介紹

Core Data框架提供了物件-關係對映(ORM)的功能，即能夠將OC物件轉化成資料，儲存在SQLite3資料庫檔案中，也能夠將儲存在資料庫中的資料還原成OC物件。在此資料操作期間，不需要編寫任何SQL語句。使用此功能，要新增CoreData.framework和匯入主標頭檔案CoreData/CoreData.h。

物件-關係對映

在Core Data，需要進行對映的物件稱為實體(entity)，而且需要使用Core Data的模型檔案來描述應用的所有實體和實體屬性

這裡以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係

實體屬性和之間的關聯關係

Person中有個Card屬性，Card中有個Person屬性。
屬於一對一雙向關聯。

模型檔案

建立檔案

新增實體

新增Person實體的基本屬性

新增Card實體的基本屬性

在Person中新增card屬性

在Card中新增person屬性

NSManagedObject

通過Core Data從資料庫取出的物件，預設情況下都是NSManagedObject物件
NSManagedObject的工作模式有點類似於NSDictionary物件，通過鍵-值對來存取所有的實體屬性

setValue:forKey: 儲存屬性值(屬性名為key)
valueForKey: 獲取屬性值(屬性名為key)

Core Data主要物件

搭建Core Data上下文環境

從應用程式包中載入模型檔案

NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];

傳入模型，初始化NSPersistentStoreCoordinator

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

構建SQLite檔案路徑

NSString *docs = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];

NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:[docs stringByAppendingPathComponent:@"person.data"]];

新增持久化儲存庫，這裡使用SQLite作為儲存庫

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:@"新增資料庫錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];

}

初始化上下文，設定persistentStoreCoordinator屬性

NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] init];

context.persistentStoreCoordinator = psc;

// 用完之後，還是要[context release];

新增資料

傳入上下文，建立一個Person實體物件

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

設定簡單屬性

[person setValue:@"hosea" forKey:@"name"];

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

傳入上下文，建立一個Card實體物件

NSManagedObject *card = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Card" inManagedObjectContext:context];

[card setValue:@"4414241933432" forKey:@"no"];

設定Person和Card之間的關聯關係

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

利用上下文物件，將資料同步到持久化儲存庫

NSError *error = nil;

BOOL success = [context save:&error];

if (!success) {

  [NSException raise:@"訪問資料庫錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];

}

//如果是想做更新操作：只要在更改了實體物件的屬性後呼叫[context save:&error]，就能將更改的資料同步到資料庫

查詢資料

初始化一個查詢請求

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

設定要查詢的實體

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

設定排序（按照age降序）

NSSortDescriptor *sort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"age" ascending:NO];

request.sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject:sort];

設定條件過濾(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]];

}

遍歷資料

for (NSManagedObject *obj in objs) {

  NSLog(@"name=%@", [obj valueForKey:@"name"]);

}

刪除資料

傳入需要刪除的實體物件

[context deleteObject:managedObject];

將結果同步到資料庫

NSError *error = nil;

[context save:&error];

if (error) {

  [NSException raise:@"刪除錯誤" format:@"%@", [error localizedDescription]];

}

開啟Core Data的SQL日誌輸出開關

Core Data的延遲載入

Core Data不會根據實體中的關聯關係立即獲取相應的關聯物件
比如通過Core Data取出Person實體時，並不會立即查詢相關聯的Card實體；當應用真的需要使用Card時，才會查詢資料庫，載入Card實體的資訊

建立NSManagedObject的子類

預設情況下，利用Core Data取出的實體都是NSManagedObject型別的，能夠利用鍵-值對來存取資料

但是一般情況下，實體在存取資料的基礎上，有時還需要新增一些業務方法來完成一些其他任務，那麼就必須建立NSManagedObject的子類

選擇模型檔案

選擇需要建立子類的實體

那麼生成一個Person實體物件就應該這樣寫

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;

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