iOS里的数据持久化

iOS理论

前言

所谓数据持久化，就是数据的存储。在iOS里数据的存储有以下几种：

• plist文件（属性列表）
• preference（偏好设置）
• NSKeyedArchiver（归档）
• SQLite 3
• CoreData

沙盒

在说数据存储之前肯定绕不开苹果的沙盒机制。出于安全考虑，iOS系统的沙盒机制规定每个应用都只能访问当前沙盒目录下面的文件（也有例外，比如系统通讯录能在用户授权的情况下被第三方应用访问）。

Xcode7上模拟器的沙盒路径：

数据目录：

/Users/用户名/Library/Developer/CoreSimulator/Devices/模拟器UDID/data/Containers/Data/Application/对应应用程序文件夹

这里面主要有Documents、Library(Caches和Preferences)、tmp，如图：

.app目录：

/Users/用户名/Library/Developer/CoreSimulator/Devices/模拟器UDID/data/Containers/Bundle/Application/对应应用程序文件夹/应用名.app

获取沙盒目录：

NSLog(@"%@",NSHomeDirectory());  
输出：/var/mobile/Applications/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F 

.app

• 存放内容：
  该目录包含了应用程序本身的数据，包括资源文件和可执行文件等。程序启动以后，会根据需要从该目录中动态加载代码或资源到内存，这里用到了lazy loading的思想。

• 整个目录是只读的：
  为了防止被篡改，应用在安装的时候会将该目录签名。非越狱情况下，该目录中内容是无法更改的；在越狱设备上如果更改了目录内容，对应的签名就会被改变，这种情况下苹果官网描述的后果是应用程序将无法启动

• 是否会被iTunes同步
  否

• 获取目录

NSLog(@"%@",[[NSBundle mainBundle] bundlePath]); 
输出：/var/mobile/Containers/Data/Applications/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F/PhoneCall.app  

Documents

• 存放内容
  我们可以将应用程序的数据文件保存在该目录下。不过这些数据类型仅限于不可再生的数据，可再生的数据文件应该存放在Library/Cache目录下。

• 是否会被iTunes同步
  是

• 获取目录

NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);  
NSString *path = [paths objectAtIndex:0];  
NSLog(@"%@",path); 
输出：/var/mobile/Containers/Data/Applications/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F/Documents

Library

• 存放内容
  苹果建议用来存放默认设置或其它状态信息。

• 是否会被iTunes同步
  是，但是要除了Caches子目录外

• 获取目录

NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory, NSUserDomainMask, YES);
NSString *path = [paths objectAtIndex:0];
NSLog(@"%@", path);
输出：/var/mobile/Containers/Data/Application/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F/Library

Library/Caches

• 存放内容
  主要是缓存文件，用户使用过程中缓存都可以保存在这个目录中。前面说过，Documents目录用于保存不可再生的文件，那么这个目录就用于保存那些可再生的文件，比如网络请求的数据。鉴于此，应用程序通常还需要负责删除这些文件。
  SDWebImage的图片缓存就是存储在这里。

• 是否会被iTunes同步
  否

• 获取目录

NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES);  
NSString *path = [paths objectAtIndex:0];  
NSLog(@"%@", path); 
输出：/var/mobile/Containers/Data/Application/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F/Library/Caches

Library/Preferences

• 存放内容
  应用程序的偏好设置文件。我们使用NSUserDefaults写的设置数据都会保存到该目录下的一个plist文件中，这就是所谓的写到plist中。

• 是否会被iTunes同步
  是

tmp

• 存放内容
  各种临时文件，保存应用再次启动时不需要的文件。而且，当应用不再需要这些文件时应该主动将其删除，因为该目录下的东西随时有可能被系统清理掉，目前已知的一种可能清理的原因是系统磁盘存储空间不足的时候。

• 是否会被iTunes同步
  否

• 获取目录

NSLog(@"%@",NSTemporaryDirectory());  
输出：/private/var/mobile/Containers/Data/Applications/21A34B34-9B30-4B8A-854E-1553480C078F/tmp/  

plist文件（Documents目录）

plist,全名PropertyList，即属性列表文件，它是一种用来存储串行化后的对象的文件。这种文件，在ios开发过程中经常被用到。这种属性列表文件的扩展名为.plist,因此通常被叫做plist文件。文件是xml格式的。Plist文件是以key-value的形式来存储数据。既可以用来存储用户设置，也可以用来存储一些需要经常用到而不经常改动的信息。

可以被序列化的类型只有如下几种：

NSArray;
NSMutableArray;
NSDictionary;
NSMutableDictionary;
NSData;
NSMutableData;
NSString;
NSMutableString;
NSNumber;
NSDate;

获得文件路径：

我们看到一般plist文件都是存储在沙盒的Documents目录下的。如果document里没有此文件，会自动创建，读取赋值后，便可使用。

NSString *path = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject;
NSString *fileName = [path stringByAppendingPathComponent:@"userName.plist"];

存储

NSArray *array = @[@"齐滇大圣", @"哈哈", @"呵呵"];
[array writeToFile:fileName atomically:YES];

读取

NSArray *result = [NSArray arrayWithContentsOfFile:fileName];
NSLog(@"%@", result);

删除plist文件

NSFileManager *fileManage = [NSFileManager defaultManager];
NSString *filePath = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES)objectAtIndex:0]stringByAppendingPathComponent:@"userName.plist"];
//如果文件路径存在的话
BOOL isExist = [fileManage fileExistsAtPath:filePath];
if (isExist) {
    NSError *err;
    [fileManage removeItemAtPath:filePath error:&err];
}

preference（Library/preferences目录）

偏好设置主要用来存储一些存储轻量级的本地数据，比如一些应用程序的配置信息，用户名、密码之类的。

偏好设置会将所有数据保存到同一个文件中。即preference目录下的一个以此应用包名来命名的plist文件。

使用

//获得NSUserDefaults文件
NSUserDefaults *userDefaults = [NSUserDefaults standardUserDefaults];
//向文件中写入内容
[userDefaults setObject:@"齐滇大圣" forKey:@"name"];
[userDefaults setBool:YES forKey:@"sex"];
[userDefaults setInteger:21 forKey:@"age"];
//立即同步，如果没有调用synchronize方法，系统会根据I/O情况不定时刻地保存到文件中。所以如果需要立即写入文件的就必须调用synchronize方法。
[userDefaults synchronize];
//读取文件
NSString *name = [userDefaults objectForKey:@"name"];
BOOL sex = [userDefaults boolForKey:@"sex"];
NSInteger age = [userDefaults integerForKey:@"age"];
NSLog(@"%@, %d, %ld", name, sex, age);

DSCategories里的NSUserDefaults+SafeAccess分类可以快速方便的操作NSUserDefaults。

NSKeyedArchiver（Doucuments目录）

归档在iOS中是另一种形式的序列化，只要遵循了NSCoding协议的对象都可以通过它实现序列化。NSString、NSDictionary、NSArray、NSData、NSNumber等类型都遵循了NSCoding协议。

NSCoding协议有2个方法：

• - (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
  每次归档对象时，都会调用这个方法。一般在这个方法里面指定如何归档对象中的每个实例变量，可以使用encodeObject:forKey:方法归档实例变量

• - (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
  每次从文件中恢复(解码)对象时，都会调用这个方法。一般在这个方法里面指定如何解码文件中的数据为对象的实例变量，可以使用decodeObject:forKey方法解码实例变量

归档一个NSArray对象

NSString *filePath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"array.archive"];
NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@”哈哈”,@”呵呵”,nil];
[NSKeyedArchiver archiveRootObject:array toFile:filePath];
//恢复NSArray对象
NSArray *array = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:filePath];

归档Person对象

• Person.h

@interface Person : NSObject<NSCoding>
@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

• 归档(编码)

NSString *filePath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject stringByAppendingPathComponent:@"person.archive"];
Person *person = [[Person alloc] init];
person.name = @"hosea";
person.age = 22;
person.height = 1.83f;
[NSKeyedArchiver archiveRootObject:person toFile:filePath];

• 恢复(解码)

Person *person = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithFile:filePath];

注意

如果父类也遵守了NSCoding协议，请注意：

应该在encodeWithCoder:方法中加上一句
[super encodeWithCode:encode];
确保继承的实例变量也能被编码，即也能被归档
应该在initWithCoder:方法中加上一句
self = [super initWithCoder:decoder];
确保继承的实例变量也能被解码，即也能被恢复

SQLite3（Doucuments目录）

SQLite3是一款开源的嵌入式关系型数据库，可移植性好、易使用、内存开销小。
SQLite3是无类型的，意味着你可以保存任何类型的数据到任意表的任意字段中。

一般我们创建的的数据库是生成在Doucuments目录下以dataName.sqlite命名的。

iOS中原生的SQLite API在使用上相当不友好，于是我们一般都会使用将SQLite API进行过封装的第三方库。比如FMDB。

Core Data

Core Data 是 iOS3.0 时引入的一个数据持久化的框架。他与 sqlite 对比最大的优点莫过于支持对象的存储了，苹果的官方文档说其简化了数据库的操作，使用 CoreData 确实可以大量减少代码中的 SQL 语句。

其实 Core Data 是构建在 SQLite 之上，对数据存储层进行了进一步的抽象。虽然说Core Data减少了SQL语句，但是其学习成本并没有降低，复杂度依旧挺高，而且性能也没特别好。

详情可以阅读唐巧的我为什么不喜欢 Core Data这篇文章。