[Cocoa]深入浅出 Cocoa 之 Core Data（1）- 框架详解
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Core data 是 Cocoa 中处理数据，绑定数据的关键特性，其重要性不言而喻，但也比较复杂。Core Data 相关的类比较多，初学者往往不太容易弄懂。计划用三个教程来讲解这一部分：
框架详解：讲解 Core data 框架，运作过程，设计的类；
Core data应用程序示例：通过生成一个使用 Core data 的应用程序来讲解如何 在 XCode 4 中使用 Core data。
手动创建Core data示例：不利用框架自动生成代码，完全自己编写所有的 Core data 相关代码的命令行应用程序来深入讲解 Core data的使用。
本文为第一部份：框架详解
一，概观
下面先给出一张类关系图，让我们对它有个总体的认识。
在上图中，我们可以看到有五个相关模块：
1， Managed Object Model
Managed Object Model 是描述应用程序的数据模型，这个模型包含实体（Entity），特性（Property），读取请求（Fetch Request）等。（下文都使用英文术语。）
2，Managed Object Context
Managed Object Context 参与对数据对象进行各种操作的全过程，并监测数据对象的变化，以提供对 undo/redo 的支持及更新绑定到数据的 UI。
3，Persistent Store Coordinator
Persistent Store Coordinator 相当于数据文件管理器，处理底层的对数据文件的读取与写入。一般我们无需与它打交道。
4，Managed Object
Managed Object 数据对象，与 Managed Object Context 相关联。
5，Controller
图中绿色的 Array Controller, Object Controller, Tree Controller 这些控制器，一般都是通过 control+drag 将 Managed Object Context 绑定到它们，这样我们就可以在 nib 中可视化地操作数据。
这写模块是怎样运作的呢？
1，应用程序先创建或读取模型文件（后缀为xcdatamodeld）生成 NSManagedObjectModel 对象。Document应用程序是一般是通过 NSDocument 或其子类 NSPersistentDocument）从模型文件（后缀为 xcdatamodeld）读取。
2，然后生成 NSManagedObjectContext 和 NSPersistentStoreCoordinator 对象，前者对用户透明地调用后者对数据文件进行读写。
3，NSPersistentStoreCoordinator 负责从数据文件(xml, sqlite,二进制文件等)中读取数据生成 Managed Object，或保存 Managed Object 写入数据文件。
4，NSManagedObjectContext 参与对数据进行各种操作的整个过程，它持有 Managed Object。我们通过它来监测 Managed Object。监测数据对象有两个作用：支持 undo/redo 以及数据绑定。这个类是最常被用到的。
5，Array Controller, Object Controller, Tree Controller 这些控制器一般与 NSManagedObjectContext 关联，因此我们可以通过它们在 nib 中可视化地操作数据对象。
二， Model class
模型有点像数据库的表结构，里面包含 Entry， 实体又包含三种 Property：Attribute（属性），RelationShip（关系）， Fetched Property（读取属性）。Model class 的名字多以 "Description" 结尾。我们可以看出：模型就是描述数据类型以及其关系的。
主要的 Model class 有：
| Managed Object Model | NSManagedObjectModel | 数据模型 |
| Entity | NSEntityDescription | 抽象数据类型，相当于数据库中的表 |
| Property | NSPropertyDescription | Entity 特性，相当于数据库表中的一列 |
| > Attribute | NSAttributeDescription | 基本数值型属性（如Int16, BOOL, Date等类型的属性） |
| > Relationship | NSRelationshipDescription | 属性之间的关系 |
| > Fetched Property | NSFetchedPropertyDescription | 查询属性（相当于数据库中的查询语句） |
1）Entity - NSEntityDescription
Entity 相当于数据库中的一个表，它描述一种抽象数据类型，其对应的类为 NSManagedObject 或其子类。
NSEntityDescription 常用方法:
+insertNewObjectForEntityForName:inManagedObjectContext: 工厂方法，根据给定的 Entity 描述，生成相应的 NSManagedObject 对象，并插入 ManagedObjectContext 中。
-managedObjectClassName返回映射到 Entity 的 NSManagedObject 类名
-attributesByName以名字为 key， 返回 Entity 中对应的 Attributes
-relationshipsByName以名字为 key， 返回 Entity 中对应的 Relationships
2）Property - NSPropertyDescription
Property 为 Entity 的特性，它相当于数据库表中的一列，或者 XML 文件中的 value-key 对中的 key。它可以描述实体数据(Attribute)，Entity之间的关系(RelationShip)，或查询属性(Fetched Property)。
> Attribute - NSAttributeDescription
Attribute 存储基本数据，如 NSString, NSNumber or NSDate 等。它可以有默认值，也可以使用正则表达式或其他条件对其值进行限定。一个属性可以是 optional 的。
> Relationship - NSRelationshipDescription
Relationship 描述 Entity，Property 之间的关系，可以是一对一，也可以是一对多的关系。
> Fetched Property - NSFetchedPropertyDescription
Fetched Property 根据查询谓词返回指定 Entity 的符合条件的数据对象。
上面说的比较抽象，举个例子来说，见图：
我们有一个 CocoaDataDemo.xcdatamodeld 模型文件，应用程序根据它生成一个 NSManagedObjectModel 对象，这个模型有三个 Entity，每个 Entity 又可包含 Attribute Relationship, Feteched Property 三种类型的 Property。在本例中， Author Entity 包含两个Attribute : name 和 email，它们对于的运行时类均为 NSManagedObject；还包含一个与 Post 的 Relationship；没有设置 Feteched Property。
我们通常使用 KVC 机制来访问 Property。下面来看代码：
- NSManagedObjectContext * context = [[NSApp delegate] managedObjectContext];
- NSManagedObject * author = nil;
- author = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName: @"Author" inManagedObjectContext: context];
- [author setValue: @"nemo@pixar.com" forKey: @"email"];
- NSLog (@"The Author's email is: %@", [author valueForKey:@"email"]);
在上面代码中，我们先取得 NSManagedObjectContext， 然后调用 NSEntityDescription 的方法，以 Author 为实体模型，生成对应的 NSManagedObject 对象，插入 NSManagedObjectContext 中，然后给这个对象设置特性 email 的值。
三，运行时类与对象
> Managed Object - NSManagedObject
Managed Object 表示数据文件中的一条记录，每一个 Managed Object 在内存中对应 Entity 的一个数据表示。Managed Object 的成员为 Entity 的 Property 所描述。
比如在上面的代码，author 这个 NSManagedObject，对应名为 Author 的 Entity。
每一个 Managed Object 都有一个全局 ID（类型为：NSManagedObjectID）。Managed Object 会附加到一个 Managed Object Context，我们可以通过这个全局 ID 在 Managed Object Context 查询对应的 Managed Object。
| -entity | 获取其 Entity |
| -objectID | 获取其 Managed Object ID |
| -valueForKey: | 获取指定 Property 的值 |
| -setValue: forKey: | 设定指定 Property 的值 |
> Managed Object Context - NSManagedObjectContext
Managed Object Context 的作用相当重要，对数据对象进行的操作都与它有关。当创建一个数据对象并插入 Managed Object Context 中，Managed Object Context 就开始跟踪这个数据对象的一切变动，并在合适的时候提供对 undo/redo 的支持，或调用 Persistent Store Coordinato 将变化保存到数据文件中去。
通常我们将 controller 类（如：NSArrayController，NSTreeController）或其子类与 Managed Object Context 绑定，这样就方便我们动态地生成，获取数据对象等。
| -save: | 将数据对象保存到数据文件 |
| -objectWithID: | 查询指定 Managed Object ID 的数据对象 |
| -deleteObject: | 将一个数据对象标记为删除，但是要等到 Context 提交更改时才真正删除数据对象 |
| -undo | 回滚最后一步操作，这是都 undo/redo 的支持 |
| -lock | 加锁，常用于多线程以及创建事务。同类接口还有：-unlock and -tryLock |
| -rollback | 还原数据文件内容 |
| -reset | 清除缓存的 Managed Objects。只应当在添加或删除 Persistent Stores 时使用 |
| -undoManager | 返回当前 Context 所使用的 NSUndoManager |
| -assignObject: toPersistantStore: | 由于 Context 可以管理从不同数据文件而来的数据对象， 这个接口的作用就是指定数据对象的存储数据文件（通过指定 PersistantStore 实现） |
| -executeFetchRequest: error: | 执行 Fetch Request 并返回所有匹配的数据对象 |
> Persistent Store Coordinator - NSPersistentStoreCoordinator
使用 Core Data document 类型的应用程序，通常会从磁盘上的数据文中中读取或存储数据，这写底层的读写就由 Persistent Store Coordinator 来处理。一般我们无需与它直接打交道来读写文件，Managed Object Context 在背后已经为我们调用 Persistent Store Coordinator 做了这部分工作。
| -addPersistentStoreForURL:configuration:URL:options:error: | 装载数据存储，对应的卸载数据存储的接口为 -removePersistentStore:error: |
| -migratePersistentStore:toURL:options:withType:error: | 迁移数据存储，效果与 "save as"相似，但是操作成功后， 迁移前的数据存储不可再使用 |
| -managedObjectIDForURIRepresentation: | 返回给定 URL所指示的数据存储的 object id，如果找不到匹配的数据存储则返回 nil |
| -persistentStoreForURL: | 返回指定路径的 Persistent Store |
| -URLForPersistentStore: | 返回指定 Persistent Store 的存储路径 |
> Persistent Document - NSPersistentDocument
NSPersistentDocument 是 NSDocument 的子类。 multi-document Core Data 应用程序使用它来简化对 Core Data 的操作。通常使用 NSPersistentDocument 的默认实现就足够了，它从 Info.plist 中读取 Document types 信息来决定数据的存储格式（xml,sqlite, binary）。
| -managedObjectContext | 返回文档的 Managed Object Context，在多文档应用程序中，每个文档都有自己的 Context。 |
| -managedObjectModel | 返回文档的 Managed Object Model |
四，Fetch Requests
Fetch Requests 相当于一个查询语句，你必须指定要查询的 Entity。我们通过 Fetch Requests 向 Managed Object Context 查询符合条件的数据对象，以 NSArray 形式返回查询结果，如果我们没有设置任何查询条件，则返回该 Entity 的所有数据对象。我们可以使用谓词来设置查询条件，通常会将常用的 Fetch Requests 保存到 dictionary 以重复利用。
示例：
- NSManagedObjectContext * context = [[NSApp delegate] managedObjectContext];
- NSManagedObjectModel * model = [[NSApp delegate] managedObjectModel];
- NSDictionary * entities = [model entitiesByName];
- NSEntityDescription * entity = [entities valueForKey:@"Post"];
- NSPredicate * predicate;
- predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@"creationDate > %@", date];
- NSSortDescriptor * sort = [[NSortDescriptor alloc] initWithKey:@"title"];
- NSArray * sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject: sort];
- NSFetchRequest * fetch = [[NSFetchRequest alloc] init];
- [fetch setEntity: entity];
- [fetch setPredicate: predicate];
- [fetch setSortDescriptors: sortDescriptors];
- NSArray * results = [context executeFetchRequest:fetch error:nil];
- [sort release];
- [fetch release];
在上面代码中，我们查询在指定日期之后创建的 post，并将查询结果按照 title 排序返回。
| -setEntity: | 设置你要查询的数据对象的类型（Entity） |
| -setPredicate: | 设置查询条件 |
| -setFetchLimit: | 设置最大查询对象数目 |
| -setSortDescriptors: | 设置查询结果的排序方法 |
| -setAffectedStores: | 设置可以在哪些数据存储中查询 |
参考资料：
Core Data ReferenceAPI listing for the Core Data classes
http://developer.apple.com/documentation/Cocoa/Reference/CoreData_ObjC/index.html
NSPredicate ReferenceAPI listing for NSPredicate
http://developer.apple.com/documentation/Cocoa/Reference/Foundation/ObjC_classic/Classes/NSPredicate.html
