数据持久化之Core Data

简介

Core Data是一个功能强大的对象数据库,提供了强大的数据存储管理功能。它提供的对象-关系映射功能,能够将oc对象转换成数据,保存在SQLite数据库中,也能够将保存在数据库中的数据还原成oc对象。在此数据操作期间,我们不需要编写任何SQL语句。

下边是Core Data提供的一些功能:

  • 使用可视化模型编辑器进行数据对象建模。
  • 处理对象架构(schema)变更的自动化和手动迁移工具。
  • 在对象之间建立一对一、一对多和多对多关系。
  • 以不同的格式将数据存储到独立的文件中。
  • 对象特性(attribute)验证。
  • 数据查询和排序。
  • 延迟加载数据。
  • 与iOS表视图紧密协作。
  • 使用提交和撤销功能管理相关的对象变更。
    本文主要介绍在应用中集成和利用Core Data需要的组件以及Core Data的基本功能,帮助判断在应用中使用Core Data是否是合适的选择。

判断是否适合使用Core Data

要使用持久化数据,iOS开发可以选择:

  • NSUserDefaults:这种方式通常用于保存应用首选项。NSUserDefaults很像使用键值存储的NSDictionary,可以存储用NSArray、 NSDictionary、NSData、NSDate、NSString、NSNumber表示的值。如果使用键值对、字典或数组可以满足需求,就可使用NSUserDefaults。
  • 属性列表(plist):NSArray和NSDictionary都支持读写用户定义的属性列表文件,这种文件采用XML格式,可以存储NSNumber、NSString、NSDate、NSData、NSDictionary、NSArray。如果使用字典或数组可满足持久化需求,就可以使用属性列表文件。
  • 编码器(Coder)和键式归档(Key Archive):NSCoder和NSKeyedArchiver支持将任何图片存储到二进制文件中。要使用这种持久化方式,要对存储的每个自定义对象都必须实现NSCoder定义的方法,而开发人员必须负责保存和加载。如果只需要几个自定义对象就能满足的持久化需求,就可以使用这种方式。
  • 直接使用SQLite:在iOS应用中,使用SQLite可以实现SQL支持的任何数据持久化逻辑,如定义数据库中表和关系、插入数据、查询数据以及更新和删除数据。这种方式的缺点是,应用需要在对象和SQL文件之间建立映射,需要编写检索和保存数据的SQL查询,还需要写代码来跟踪需要保存的对象。
  • Core Data:提供了直接使用SQLite的大部分灵活性,同时应用无需关系数据库使用机制如果应用需要的数据很多、需要维护对象之间的关系或者需要快速而轻松的访问特定的对象,Core Data是不错的选择。

Core Data的4个重要的类

  • ** NSManagedObjectModel**:被管理的数据模型,相当于数据库中的一条记录。每一个NSManagedObject对象,都有一个全局 ID(类型为:NSManagedObjectID)。每个在NSManagedObjectContext注册过的NSManagedObject,可以通过这个全局 ID 在上下文中查询到。每个在持久存储层中的对象,都对应一个与上下文NSManagedObject
  • NSPersistentStore:持久存储区,表示存储数据的文件。配置应用使用Core Data时,只需要指定持久存储区的名称,位置和类型。在iOS中,Core Data可以使用的存储类型包括SQLite和二进制文件。大多数iOS应用都使用SQLite存储区,因为这让Core Data能够利用查询功能,改善性能。需要注意的一个重点是,Core Data直接管理SQLite文件。Core Data不能使用既有的SQLite文件,而必须是创建文件和架构,这是Core Data首次使用不存在的文件时完成的。
    将持久存储区加入之久存储协调器后,就可以创建托管对象上下文以并托管对象交互了。
  • NSPersistentStoreCoordinator:持久存储协调器是中间人,位于存储对象的实际文件和应用与之交互的对象模型之间。除了在搭建Core Data环境时实例化存储协调器外,应用不与它做其他交互。实例化后,需要将持久存储区加入其中,这样才能访问数据。
  • NSManagedObjectContext:托管对象上下文,是包含托管对象的工作区。要创建、删除或查询对象,应用必须与托管对象上下文交互。另外,托管对象上下文还能够管理相关的变更。例如,应用可插入,更新和删除一些对象,再一次性保存所有修改,甚至撤销这些修改。

上边是关系模型,即数据库,数据库里有张person表,person表里有id、name、age三个字段,而且有两条记录;
下边是对象模型,可以看到有2个oc对象;
利用Core Data框架,我们可以轻松的将数据库里面的2条记录转换成2个oc对象,也可以轻松的将2个oc对象保存到数据库中,变成2条记录,而且不用写一句SQL语句。

模型文件

在Core Data需要映射的行为对象称为:实体(entity),而且需要使用Core Data的模型文件来描述app中的所有实体和实体属性。这里以person和card2个实体为例,先看看实体属性和实体之间的关联关系:

Person Card
name no
age person
card
  • Person中有个card属性,Card中有个person属性
    -属于一对一双向关联
    Person实体中有:name(姓名)、age(年龄)、card(身份证)三个属性
    Card实体中有:no(号码)、person(人)两个属性

接下来看看创建模型文件的过程:
1、选择模版

2、添加实体

3、添加Person的2个基本属性

4、添加Card的1个基本属性

5D02948C-A200-45B0-95E0-316F245C7D50.png

5、建立Card和Person的关联关系

了解NSManagedObject

1、通过Core Data从数据库取出的对象,默认情况下都是NSManagedObject对象
2、NSManagedObject的工作模式有点类似于NSDictionary对象,通过键-值对来存取所有的实体属性
1>setValue:forKey:存储属性值(属性名为key)
2>valueForKey:获取属性值(属性名为key)

Core Data中的核心对象


注:白色表示类名,红色表示类的一个属性
开发步骤:
1、初始化NSManagedObjectModel对象,加载模型文件,读取app中的所有实体信息
2、初始化NSPersistentStoreCoordinator对象,添加持久库(这里采用SQLite数据库)
3、初始化NSManagedObjectContext对象,拿到这个上下文对象操作实体,进行CRUD操作

代码实现

先添加CoreData.framework和导入<CoreData/CoreData.h>头文件



1、搭建上下文环境

 // 从应用程序包中加载模型文件
    NSManagedObjectModel *model = [NSManagedObjectModel mergedModelFromBundles:nil];
    // 传入模型对象,初始化NSPersistentStoreCoordinator
    NSPersistentStoreCoordinator *psc = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:model];
    // 构建SQLite数据库文件的路径
    NSString *dos = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
    NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:[dos stringByAppendingString:@"person.data"]];
    // 添加持久化存储库,这里使用SQLite作为存储库
    NSError *error = nil;
    NSPersistentStore *store = [psc addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:url options:nil error:&error];
    if (store == nil) {
        [NSException raise:@"添加数据库错误" format:@"%@",error.localizedDescription];
    }
    // 初始化上下文,设置persisterStoreCoordinator属性
    NSManagedObjectContext *context = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSMainQueueConcurrencyType];
    context.persistentStoreCoordinator = psc;

2、添加数据到数据库

// 传入上下文,创建person的实体对象
    NSManagedObject *person = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];
    // 设置person的属性
    [person setValue:@"道道" forKey:@"name"];
    [person setValue:[NSNumber numberWithInt:18] forKey:@"age"];
    // 传入上下文,创建一个Card的实体对象
    NSManagedObject *card = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Card" inManagedObjectContext:context];
    [card setValue:@"20170518" forKey:@"no"];
    // 设置person和card之间的关联关系
    [person setValue:card forKey:@"card"];
    // 利用上下文对象,将数据同步到持久化存储库中
    NSError *error = nil;
    BOOL isSuccess = [context save:&error];
    if (!isSuccess) {
        [NSException raise:@"访问数据库错误" format:@"%@",error.localizedDescription];
    }
    // 如果是想做更新操作:只要在更改了实体对象的属性后调用[context save:&error],就能将更改的数据同步到数据库

3.从数据库中查询数据

 // 初始化一个查询请求
    NSFetchRequest *request = [[NSFetchRequest alloc] init];
    // 设置查询实体
    request.entity = [NSEntityDescription entityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];
    // 设置排序(按照age降序)
    NSSortDescriptor *sort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"age" ascending:NO];
    request.sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject:sort];
    // 设置条件过滤(搜索name中包含“dao”的纪录,注意:设置条件过滤时,数据库SQL语句中的%要用*来代替,所以%dao应该写成*dao*)
    NSPredicate *predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"name like %@",@"*dao*"];
    request.predicate = predicate;
    // 执行请求
    NSError *error = nil;
    NSArray *objs = [context executeFetchRequest:request error:&error];
    if (error) {
        [NSException raise:@"查询出错" format:@"%@",error.localizedDescription];
    }
    // 遍历数据
    for (NSManagedObject *obj in objs) {
        NSLog(@"name = %@\n",[obj valueForKey:@"name"]);
    }

注Core Data不会根据实体中的关联关系立即获取相应的关联对象,比如通过Core Data取出Person实体时,并不会立即查询到相关的Card实体;当应用真的需要Card时,才会再次查询数据库,加载Card实体的信息。这就是Core Data的延迟加载机制

4.删除数据库中的数据

// 传入需要删除的实体对象
    [context deleteObject:managedObject];
    // 将结果同步到数据库
    NSError *error = nil;
    [context save:&error];
    if (error) {
        [NSException raise:@"删除出错" format:@"%@",error.description];
    }

打开Core Data的SQL语句输出开关

1.打开Product,点击EditScheme
2.点击Arguments,在ArgumentsPassed On Launch中添加2项
1> -com.apple.CoreData.SQLDebug
2> 1

创建NSManagedObject的子类

默认情况下,利用Core Data取出的实体都是NSManagedObject类型的,能够利用键-值队来存取数据。但是一般情况下,实体在存取数据的基础上,有时还需要添加一些业务方法来完成一些其他任务,那么就必须创建NSManagedObject的子类


将对应的头文件导入后,往数据库里新增数据就可以这样写了:

Person *person1 = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];
    person1.name = @"sundaodao";
    person1.age = 20;
    
    Card *card1 = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Card" inManagedObjectContext:context];
    card1.no = @"20170502";
    person1.card = card1;
// 最后调用[context save&error];保存数据 

讲到这里,整个Core Data框架的入门就结束了,其实Core Data还远不止这些功能,它还支持自动撤销机制,一对多关联等。

Core Data版本迁移基础

一般app升级时,数据库很有可能发生改变,如新增表字段,增加表等。此时有两种处理方法:
1.把本地旧数据库直接删除,重新建立子新的数据库
2.数据库迁移,更新数据库
第一种处理简单粗暴,但不会保留任何历史数据,一般不推荐使用,这里主要介绍第二种数据迁移。
首先选中Core Data文件,然后选择Editor -> Add Model Version...,如图所示:



接下来我们将Core Data文件切换到新生成的TEstModel-v2.xcddatamodel,如下图所示:


现在就可以在新的文件中修改数据了,此外还需要修改部分代码:

// 数据库版本迁移新增代码
NSDictionary *options = @{NSMigratePersistentStoresAutomaticallyOption:[NSNumber numberWithBool:YES], NSInferMappingModelAutomaticallyOption:[NSNumber numberWithBool:YES]};
NSPersistentStore *store = [_psc addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:url options:options error:&error];
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