iOS: 数据持久化方案

数据持久化方案（如果总结不到位，或者有误的地方，敬请斧正）

 

一、功能：

   　主要是将数据持久化到本地，减少对网络请求的次数，既节省了用户的流量，也增强了App的体验效果。

 

二、种类：

   　 plist存储：使用XML键值对持久化，它适用于少量且数据基本不怎么改变的情况。

        偏好存储：使用NSUserDefalut持久化，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。

        归档序列化存储：使用二进制序列化持久化，只要遵循了NSCoding协议的对象都可以通过它实现序列化。

        沙盒存储：持久化在Document目录下，一般持久化一些文件，比如图片，音频，视频等，文件沙盒存储主要存储非机密数据。

        本地数据库存储：适合储存大规模数据，管理方便，不过操作稍微复杂一些。

 

三、详解：

1、plist存储

定义：

　　plist文件，即属性列表文件，全名是Property List，这种文件的扩展名为.plist，因此，通常被叫做plist文件。

作用：

　　它是一种用来存储串行化后的对象的文件，在iOS开发中通常用来存储用户设置，还可以用于存储程序中经常用到而不经常改动的数据。

问题：

（1）什么数据适合存储？

　　  能存储NSString、NSArray、NSDictionary、NSData、NSDate、NSNumber、Boolean不能存储自定义对象   

（2）存到什么地方？

　　  写入创建的.plist文件中

（3）使用场景？

　　  plist常用于存储长时间不容易发生变化的数据，例如省市列表、车辆名称列表之类的数据等，这些数据可以保存在 plist 文件里，所以plist适用于存储小型数据，不推荐用plist做缓冲。        

（4）如何使用？

　　 存储 

[dict writeToFile:filePath atomically:YES]; // 字典
[array writeToFile:filePath atomically:YES]; // 数组
[string writeToFile:filePath atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil]; // 字符串

　　  获取

NSArray *arr = [NSArray arrayWithContentsOfFile:filePath];  // 数组
NSDictionary *dict = [NSDictionary dictionaryWithContentsOfFile:filePath]; // 字典  
NSString *string = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil]; // 字符串    　　 

（5）有什么缺点？

          因为所有的数据都放在root dictionary里,每次读取都要把整个root dictionary取出来再取需要的对象.如果plist文件缓存了几十M的数据.这样很费内存和时间。

 

2、偏好存储

定义：

　　User Defaults 顾名思义就是一个用户为系统以及程序设置的默认值。

　　每个用户都有自己的一套数据，用户和用户之间没法共享的。在苹果的API中，提供了一个类去存储用户的偏好设置。

　　这个方法推荐只存储用户的偏好设置，不要存储一些字典、数组之类的。

作用：

　　很多iOS应用都支持偏好设置，比如保存用户名、密码、字体大小等设置。

　　 iOS提供了一套标准的解决方案来为应用加入偏好设置功能，就是每一个app都有一个plist文件专门用以保存偏好设置数据。

　　每个应用都有个NSUserDefaults实例，通过它来存取偏好设置。

问题：

（1）什么数据适合存储？

　　  可以存储OC定义的所有数据类型，包括对象(系统和自定义的)类型、基本数据类型，如NSInteger等。

（2）存到什么地方？

　  　NSUserDefault 本地保存的位置是Library/Preferences 这个目录下的 plist 文件。  

（3）使用场景？           

         在App中，有时候我们需要将一些信息进行短期的保存，方便用户下次更方便使用App，减少多余的操作，增强用户体验。

         比如，保存用户名、字体大小、是否自动登录等。

（4）如何使用？ 

        存储

NSUserDefaults *defaults=[NSUserDefaults standardUserDefaults]; [defaults setObject: forKey:]; 
[defaults setInteger:forKey:]; 
[defaults setDouble: forKey:]; 
[defaults setObject: forKey:];
[defaults synchronize];

　  　获取 

NSUserDefaults *defaults=[NSUserDefaults standardUserDefaults];
[defaults objectForKey:];
[defaults objectForKey:];
[defaults integerForKey:];
[defaults doubleForKey:];

（5）注意事项？

• 偏好设置是专门用来保存应用程序的配置信息的, 一般情况不要在偏好设置中保存其他数据。
• 如果利用系统的偏好设置来存储数据, 默认就是存储在Preferences文件夹下面的，偏好设置会将所有的数据都保存到同一个文件中。
• 使用偏好设置对数据进行保存之后, 它保存到系统的时间是不确定的，会在将来某一时间点自动将数据保存到Preferences文件夹下面，如果需要即刻将数据存储，可以使用[defaults synchronize];
• 所有的信息都写在一个文件中，对比简单的plist可以保存和读取基本的数据类型。

 

3、归档序列化存储

定义：

         对象归档是iOS中数据持久化的一种方式。 归档是指另一种形式的二进制序列化，但它是任何对象都可以实现的更常规的类型。

作用：

         使用对模型对象进行归档的技术可以轻松将复杂的对象写入文件，然后再从中读取它们。

问题：

（1）什么数据适合存储？

 　　 要使用对象归档，则归档的对象所属类中实现的每个属性都是标量，或者都是遵循NSCoding协议和NSCopying协议的某个类的实例对象。

（2）存到什么地方？

　　  对象归档后将得到一个后缀为.archive的文件,数据就保存在了这个文件中。

（3）使用场景？

　　  定义某个实例，如果需要持久化该实例从而方便以后使用它的属性值，同时可以随意更改该实例的属性值，推荐在给实例初始化的同时直接使用归档进行存储。       

（4）如何使用？

          遵循NSCoding协议

• NSCoding中声明了两个方法，其中一个用于将对象编码到归档中，另一个方法对归档解码来创建一个新对象。
• 归档时要实现的方法为：-(void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder;
• 可以使用KVC(Key-Value Coding,键值编码)对对象和原生数据类型进行编码和解码。
• 若要对对象进行归档，必须使用正确的编码方法将所有实例变量编码成encoder。
• 在解码时，实现一个通过NSCoder解码的对象初始化方法，就可以恢复之前归档的对象。
• 解码时要实现的方法为：-(id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecode;

          实现NSCopying协议

• 除了要遵循NSCoding协议外，还要求要使用归档的类实现NSCoping协议。 用来复制对象。
• 这个协议中有一个copywithZone方法：- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone;
• 其实现与inetWitheCoder非常相似，只需创建一个同一类的新实例，然后将新实例的所有属性都设置为与该对象属性相同的值。

  　　 存储 

NSMutableData *data = [[NSMutableData alloc] init]; //声明一个二进制流 data，开辟了一个空间
NSKeyedArchiver *archiver = [[NSKeyedArchiver alloc] initForWritingWithMutableData:data]; //声明一个归档类，把归档类的内容放入data中   
[archiver encodeObject:id  forKey:Key]; //用Key进行编码
[archiver finishEncoding]; //结束编码
[data writeToFile:filePath atomically:YES];//编码结束后，归档类的内容已经放入data中了，此时data仍然驻留在内存中，需要写入文件中

  　　  获取

NSData *data = [[NSMutableData alloc] initWithContentsOfFile:filePath];//用归档文件中的数据初始化
NSKeyedUnarchiver *unarchiver = [[NSKeyedUnarchiver alloc] initForReadingWithData:data];//声明一个解归档对象，把data中的数据复制给解归档对象  
id object = [unarchiver decodeObjectForKey:Key]; //用Key进行解码  
[unarchiver finishDecoding]; //结束解码 

（5）有什么缺点？

          当待存储的实例具有成百上千个属性的时候，单纯的一个个去序列化属性值耗时又费力。(当然可以借助runtime机制解决这个缺点,MJExtension这个框架就是这个原理) 

 

4、Document沙盒存储

定义：     

          每个iOS应用都有自己的应用沙盒(应用沙盒就是文件系统目录)，与其他文件系统隔离。

          应用必须待在自己的沙盒里，其他应用不能访问该沙盒。

          沙盒的本质就是一个文件夹，名字是随机分配的。

目录：

• Application：存放程序源文件，上架前经过数字签名，上架后不可修改。
• Documents: 保存应⽤运行时生成的需要持久化的数据,iTunes同步设备时会备份该目录。例如,游戏应用可将游戏存档保存在该目录。
• tmp: 保存应⽤运行时所需的临时数据,使⽤完毕后再将相应的文件从该目录删除。应用 没有运行时,系统也可能会清除该目录下的文件。iTunes同步设备时不会备份该目录。
• Library/Caches: 保存应用运行时⽣成的需要持久化的数据,iTunes同步设备时不会备份 该目录。⼀一般存储体积大、不需要备份的非重要数据，比如网络数据缓存存储到Caches下
• Library/Preference: 保存应用的所有偏好设置，如iOS的Settings(设置) 应⽤会在该目录中查找应⽤的设置信息。iTunes同步设备时会备份该目录。

// 获取程序的Home目录       
NSString  *path = NSHomeDirectory();     

// 获取Document目录       
NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES)  fristObject];   
     
// 获取Cache目录       
NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) fristObject];    
     
// 获取Library目录       
NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory, NSUserDomainMask, YES) fristObject]; 

// 获取Tmp目录       
NSString *path = NSTemporaryDirectory(); 

作用：

        用来存储和备份稍微较大的不是很重要的数据，比如缓存图片、音频、视频等，最典型的SDWebImage缓存图片的框架。

        当然缓存的时间长短根据开发者选择持久化的目录路径有关。

问题：

（1）什么数据适合存储？

　　  图片、音频、视频、文本等

（2）存到什么地方？

　　  写入创建的.txt、.data等任意扩展名的文件中

（3）使用场景？

　　  当App中涉及到电子书阅读、听音乐、看视频、刷图片列表等时，推荐使用沙盒存储。

　　  因为这可以极大的节约用户流量，而且也增强了app的体验效果。       

（4）如何使用？

          写入文件

NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES)  fristObject];             
NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithObjects:@"内容",@"content",nil];            
NSString *filePath = [path stringByAppendingPathComponent:@"testFile.txt"];            
[array writeToFile:filePath atomically:YES];

           读取文件

NSString *path =  [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory,NSUserDomainMask,YES) fristObject];            
NSString *filePath = [path stringByAppendingPathComponent:@"testFile.txt"];            
NSArray *array = [[NSArray alloc] initWithContentsOfFile:filePath];

 

5、本地数据库存储

定义：

         数据库是一种常用的通过表进行数据存储的方式，表与表之间可以有一对一、一对多的联系，使用外键级联可以达到多表存取数据的目的。

         在iOS中，目前有三种熟知数据库，分别是Sqlite、CoreData、FMDB，用的比较多的是FMDB+Sqlite结合的方式。

特点：

     Sqlite：

• 是基于c语言开发的数据库，代码繁琐。
• 用c语言对数据库执行操作，访问。
• sqlite是动态的数据库类型，即存储的时候是一种类型，使用的时候可以存储为其他类型。
• 在OC中不是可视化，不易理解。
• 建立连接之后可以不关闭连接。

    CoreData；

• 可视化，且具有undo/redo能力。
• 可以实现多种文件格式： * NSSQLiteStoreType 、 * NSBinaryStoreType 、* NSInMemoryStoreType 、* NSXMLStoreTyp。
• 苹果官方API支持，与iOS结合更紧密。

    FMDB；

• FMDB以面向OC的方式封装了SQLite的C语言API。
• 使用起来更加面向对象，省去了很多麻烦、冗余的C语言代码。
• 对比苹果自带的Core Data框架，更加轻量级和灵活。
• 提供了多线程安全的数据库操作方法，有效地防止数据混乱。

作用：

　　  用来进行大数据量的存储工作，不仅仅是容量大，而且通过索引查找速度很快，在App中这个是基本的功能。 

问题：

（1）什么数据适合存储？

　　  开发者定义的类的实例对象，该对象拥有的属性可以是任何类型，例如数字、 字符、 日期、 图片等等。

（2）存到什么地方？ 

　　  写入创建的.sqlite、.db等任意扩展名的文件中 

（3）使用场景？

　　  在App中有大量的数据在没有网络的情况下仍然需要显示时，此时推荐使用本地数据库缓存这些数据。      

（4）如何使用？

      Sqlite：  

• 新建项目时,先导入系统框架(C语言). （libsqlite3）
• 头文件#import<sqlite3.h>
• sqlite3_open(fileName.UTF8String, &_db); //打开或者创建一个数据 ，*_db自己定义一个sqlite3的成员变量.进行增删改查时要用
• sqlite3_exec(_db, sql, NULL, NULL,&error);  //不带结果集的语句，只是对表做操作，不会返回出结果,*该函数可进行insert,delete,update操作.
• sqlite3_prepare_v2(_db, sql, -1, &stmt, NULL);  //做查询前准备,检测SQL语句是否正确.(查询操作select. 带结果集的查询语句，会返回出结果，从表中查询到的数据都会放到stmt结构体中)
• sqlite3_step(stmt)  //提取查询到的数据,一次提取一条,通过循环可以取出所有数据
• sqlite3_column_text(stmt, 0) //取出第0列的数据.
• sqlite3_close(sqlite3 *); //关闭数据库  

　 源码

NSString *sqlStr = @"INSERT OR REPLACE INTO note (cdate,content) VALUES (?,?)";
sqlite3_stmt *statement;
//预处理过程,产生结果集
if (sqlite3_prepare_v2(db, [sqlStr UTF8String], -1, &statement,
NULL) == SQLITE_OK)
 {
 NSDateFormatter *dateFormatter = [[NSDateFormatter alloc] init]; [dateFormatter setDateFormat:@"yyyy-MM-dd HH:mm:ss"];
    NSString *nsdate = [dateFormatter stringFromDate:model.date];
    //绑定参数开始
    sqlite3_bind_text(statement, 1, [nsdate UTF8String], -1, NULL);  sqlite3_bind_text(statement, 2, [model.content UTF8String],
-1,    NULL);
    //执行插入
if (sqlite3_step(statement) != SQLITE_DONE)
 { 
NSAssert(NO, @"插入数据失败。"); }
 }
}
//清理结果集,防止内存泄露
sqlite3_finalize(statement);

      CoreData；

• 创建项目时,勾选CoreData选项。
• 此时项目文件中多了一个CoreData___.xcdatamodel文件，选中该文件，进入其创建数据库表格界面，在界面的左下角点击Add Entity添加实体对象，并设置该对象的类名；与此同时，在AppDeletegate类中，自动声明和定义了需要的三个对象Managed Object Model，Persistent Store Coordinator，Managed Object Context ，并且自动封装了大量的sqlite的函数方法。
• 在attributes选项处添加该实体对象的属性。
• 选中该实体类，在模拟器选项上点击Editor下的create Managed Object Context subclass..创建Managed Object Context的子类。
• 这个子类中，编译器自动生成了所添加的所有属性。
• 在应用程序代理类中用代码对数据库进行操作。 

　  源码

//获取实体对象
NSManagedObject *object = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@“ClassName” inManagedObjectContext:self.managedObjectContext];
 
//创建请求对象  
NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@“ClassName”]; 
                            
//创建排序对象
NSSortDescriptor *ageSort = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"age" ascending:YES]
[request setSortDescriptors:@[ageSort]];
 
//取出所有的数据
NSArray *fetcheObjects = [self.managedObjectContext executeFetchRequest:request error:&error]  

      FMDB：

• 创建或打开

                             self.db = [FMDatabase databaseWithPath:fileName];  //创建数据库

                             [self.db open]；//打开数据库

• 查询语句：

　　　　　　　 - (FMResultSet *)executeQuery:(NSString*)sql, ...　//返回结果集　　　

                             - (BOOL)next； //遍历

                             - { type }ForColumnIndex：(int)columnIdx  //取出某一行对应的具体数据

• 创建、插入、修改等等语句：

                    　　 - (BOOL)executeUpdate:(NSString*)sql, ... //执行更新 

• 关闭数据库

                             [self.db close]; //关闭数据库

     源码

//<1>使用：（需要FMDatabase *db成员变量）
//创建或打开：FMDataBase类
self.db = [FMDatabase databaseWithPath:fileName];
[self.db open]；
[self.db executeUpdate:@“CREATE TABLE IF NOT EXISTS t_student (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT NOT NULL, name TEXT,age INTEGER)”];
[self.db executeUpdate:@"INSERT INTO t_student(name , age) VALUES(‘admin’,‘10')];
  
//<2>查询：FMResultSet类
//1.查询
FMResultSet *set = [self.db  executeQuery:@"SELECT * FROM t_student;"]; 
 
//2.取出数据 即 {type}ForColumnIndex:
while ([set next])
{     
  //取出姓名
  NSString *name = [set stringForColumnIndex:1];
  //取出年龄
  int age = [set intForColumnIndex:2];
  NSString *name = [set stringForColumn:@"name"];
  int age = [set intForColumn:@"age"];
  NSLog(@"name = %@, age = %d", name, age);
}
 
//<3>关闭数据库
[self.db close];

 

四、选择：

既然有这五种存储方案，那么在项目中应该选择哪种是最佳的方式呢，这就涉及到了下面这个问题了。

• 什么时候用？通俗的说，也就是针对某种业务，这五个存储方式的最佳选择。

针对上面的这个问题，基本是可以有四种参考的维度，分别是：

• 数据量
• 数据类型
• 数据载体的形式
• 数据操作的特点

现在就具体的列表说一下这些区别。

存储方式	数据量	数据类型	数据载体	数据操作特点	应用示例
plist存储	适合存储小数据量而且属于一类的列表类的数据	只能存储固定的几种类型，NSString、NSArray、NSDictionary、NSData、NSDate、NSNumber、Boolean，不能存储自定义对象	非自定义实例对象、基本数据	直接在可见文件上操作，增删改查很方便	省市列表、表情列表等 provincecity.plist.zip
偏好存储	适合存储小数据量而是一般是配置信息类的数据，有时根据需要也会存储一些标志键值数据	可以存储OC定义的所有数据类型	实例对象、基本数据	必须依赖NSUserDefaluts实例对象的实例方法进行存取，过程稍微复杂	App应用程序的信息配置，如版本号、app名称、用户权限等 标志键值，如判断启动页、是否自动登录等
归档存储	适合存储数据量稍微较大的数据	只能存储实现了NSCoding协议和NSCopying协议的实例对象类型。	实例对象	必须依赖NSKeyedUnarchiver、NSKeyedArchiver的类方法或者实例方法进行存取，有时可能还会结合NSUserDefaluts偏好，过程比较复杂	用户的登录/注册信息，如账号、姓名、年龄、学校、省份等
沙盒存储	适合存储数据量较大的数据	都是存储二进制的NSdata类型	文件File	需要依赖文件管理者NSFileManager将文件写入指定的沙盒目录下、从该目录中再读取文件，过程更复杂一些	图片、音频、视频、文本等，如SDWebImage图片缓存框架
数据库存储	适合存储大数据量的数据	支持所有的数据类型	实例对象	增删改查方便、快捷，可以任意写sql语句批量处理数据、数据库升级简单等	App中用户浏览过的数据列表内容、电子书读书进度等，基本上大多数app都有本地数据库缓存