理一下 iOS 本地持久化储存(侧重数据库SQLite)

发布于 2016-03-22 05:58:49 | 222 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 分享

SQLite轻量级关系型数据库

SQLite，是一款轻型的数据库，是遵守ACID的关系型数据库管理系统，它的设计目标是嵌入式的，而且目前已经在很多嵌入式产品中使用了它，它占用资源非常的低，在嵌入式设备中，可能只需要几百K的内存就够了。它能够支持Windows/Linux/Unix等等主流的操作系统，同时能够跟很多程序语言相结合，比如 Tcl、C#、PHP、Java等，还有ODBC接口，同样比起Mysql、PostgreSQL这两款开源世界著名的数据库管理系统来讲，它的处理速度比他们都快。

原文出处： Toyun（@陈思Siming）

公司的项目存在已有两年，版本也到三点几了，但是本地持久化数据存储，始终用的是GVUserDefaults这个对NSUserDefaults进行了扩展的第三方库。但随着业务的发展，需要存储的地方越来越多，GVUserDefaults也越来也不能适应需求，当我们都忍受不了的时候，经过一番商讨之后，决定使用FMDB这个封装了SQLite3的第三方库。

此篇文章以此为主线，理一理数据库和本地化储存的一些知识，但是此篇文章丝毫没有提到CoreData，喜欢使用CoreData的同学，这里先说声对不起了浪费了您20s宝贵的时间。

此篇文章的逻辑如下图所示：

图0-0 此篇文章的逻辑图

iOS本地持久化储存方式概述

说起iOS本地化储存的方式，大家估计在也熟悉不过了，NSUserDefault、File，Keychain、DataBase无非也就这几种方式。

NSUserDefault、File：这两种使用方式都很简单，需要注意的一点就是所存储的对象都需要遵守并实现NSCoding协议中的两个方法，适用的范围也都是一些小规模数据，其实NSUserDefault的底层实现还是以.plist文件进行储存的。
Keychain：用于储存一些私密信息，比如密码、证书等等,Keychain里保存的信息不会因App被删除而丢失，在用户重新安装App后依然有效。同样也适用于应用之间数据共享。
DataBase：说到储存，就不能不提DataBase技术，移动端所用的DBMS一般都是SQLite3，在iOS下，SQLite3的API是纯C语言的，这样我们一直以来面向对象开发的朋友们，突然找不到了对象，有点那么的惊慌失措。好在开源社区出现了像FMDB这样优秀的第三方框架帮我们找回了对象，同样苹果自己也出了新的技术就是所谓的CoreData(但CoreData并不是此篇文章介绍的重点)。数据库适合储存大规模数据，而且查找起来也比上述方式方便，所以大量储存的时候，还是要动用数据库，这也是我们放弃GVUserDefaults的原因。

数据库的基本知识

数据库

首先要有数据Data，然后数据多了名字就升级了称为数据库DataBase，这个时候就需要有管理系统去管理数据库也就是DataBaseManagerSystem，最后佐以DataBaseAdministrator及上述名称成为了一个系统就是所谓的DataBaseSystem。

Data –> DataBase –> DataBaseManagerSystem –> DataBaseSystem

Data: 数据库存储的基本对象。
DataBase: 说起来数据库，大家都有一个模模糊糊的概念，不就是一个存放数据的大仓库吗，这还有什么好说的。其实这样理解就已经很好了，但是说的更专业一点就是数据库是一个以某种有组织的方式存储的数据集合。
DataBaseManagerSystem: 数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。常见的DBMS有MySQL、PostgreSQL、 Microsoft SQL Server、Oracle、Sybase、IBM DB2。当然这些都是用于服务端的DBMS，移动端用的DBMS是SQLite3，这也是本文讲述的重点。
DataBaseSystem: 在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库，数据库管理系统，应用系统，数据库管理成员(DBA)构成。一般情况下称数据库系统为数据库，所以有时候我们就会感到迷糊，你说DBS，他以为DB，你转到DB上了，他又开始讲DBS。所以真正想理解透一些知识的时候，基本概念一定要清晰一些，这样才不容易迷糊。

SQL语句

SQL(Structured Query Language)，结构化查询语言，专门用来与数据库通信的语言。既然要操作数据库，SQL语句是必须要会写的。下面我简单列举几条简单的SQL语句仅供参考。想要学习更多的SQL语句的知识，请查阅其他资料，本篇在这儿不过多叙述。

这里以学生表为例写几条简单的SQL语句


// 创表(table)一张学生表 表名:student
   字段id：  学生编号，作为主键，类型为整形
   字段name：学生名字，类型为字符串，并且不能为空值
   字段age： 学生年龄，类型为整形可为空。
   其中字段又称之为列(column)
create table if not exists student (
    id integer primary key autoincrement, 
    name text not null, 
    age integer);

// 删除学生表
drop table if exists student;

// 插入一条记录，主键id会自增长自动赋值，
   其中记录又称之为行(row)
insert into student (name, age) values ('小明', 20);

// 删除名字为小明的学生，
   这里的关键字where就是条件，如果无此条件，则影响整张表
delete from student where name = '小明';

// 更新符合条件的记录
update student set age = 21 where name = '小明';

// 查询符合条件的记录
select * from student where name = '小明';

数据库的使用

如果你没有使用CoreData，那么无论你使用的是纯C语言的SQLite3库，还是使用对其进行封装了的FMDB，你都要设计出适合自己业务的表结构。关于表的设计，可以有两种设计模式。

数据库表的设计

第一种设计方式

以模型中的每个属性作为表的一个字段，这样在查询、读取放面操作起来更为方便，但是我个人感觉这种模式适合的业务是记录条数不多。而且字段尽可能的不要更改。创建好表之后，在去修改表结构还是听麻烦的一件事的。具体使用，可参考下面的代码：


@interface Student : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

// 数据储存的路径
NSString *document = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
NSString *dbpath = [document stringByAppendingPathComponent:@"toyun.sqlite"];
// 链接数据库
self.db = [FMDatabase databaseWithPath:dbpath];

// 打开数据库
if ([self.db open]) {
    [self.db executeUpdate:@"create table if not exists student ( id integer primary key autoincrement, name text not null, age integer not null)"];
}

// 实例化对象，即要储存的对象
NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
for (NSInteger i = 0; i

第二种设计方式

这一种设计模式是将model作为一个字段直接将model转为NSData储在此字段中，在这里要指出的是model必须实现NSCoding协议，不过实际项目中我们字典转模型大都是使用第三方库，而现在比较流行的三个字典转模型的第三方库Mantle、MJExtension、YYModel都默认对此进行了处理，所以这儿稍微注意一下就好。第二种方法更适合于记录条数比较多，和业务的相关性不是太敏感，而且如果有查找排序这样的需求的话，可以从model挑出某些属性作为表中附带的一些字段。具体使用，参考下面的代码：


@interface Student : NSObject 

@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger age;

@end

@implementation Student

- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder {
    [aCoder encodeObject:_name forKey:@"name"];
    [aCoder encodeInteger:_age forKey:@"age"];
}

- (nullable instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super init]) {
        _name = [aDecoder decodeObjectForKey:@"name"];
        _age = [aDecoder decodeIntegerForKey:@"age"];
    }
    return self;
}
@end

NSString *document = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
NSString *dbpath = [document stringByAppendingPathComponent:@"yeemiao.sqlite"];
self.db = [FMDatabase databaseWithPath:dbpath];

if ([self.db open]) {        
    [self.db executeUpdate:@"create table if not exists student (id integer primary key autoincrement, model blob)"];
}

NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];    
for (NSInteger i = 0; i

数据库使用中线程安全

在多线程中操作数据库，我们就要考虑线程安全问题，不然就有可能引起数据错乱的问题。解决办法有很多，可以自己去加锁，但是读写速度要求高的话就不太建议加锁了。SQLite3对于多线程是直接支持的，SQLite3库提供了三种方式:single thread、multi thread、serialized。同样 FMDB自己也提供了多线程操作数据库的类FMDatabaseQueue，这个使用起来还是比较简单的。

删除缓存

现在大多数的App都是有本地化储存的，但是却不是每个App都对应有删除缓存的功能，起码我们自己的App是没有做删除缓存这个功能的，缓存是为了节省流量，删除缓存是为了节省空间我认为这两个功能同等重要，但是这个需求提了几次，产品不怎么重视啊！特别是在16G的版本下，这个功能还能能提升一些用户体验的。

此功能到也不难实现，搞清楚各种储存方式他们把文件存储到了那个文件夹下面，不同的数据我们储存的地方明显也是不同的，然后根据需求删除对应的数据就OK了，沙盒的具体目录如下所示：


// 沙盒下的文件夹目录
Documents: iTunes会同步此文件夹,不应该删除
Library
    Caches: 缓存文件夹，删除缓存主要删除的文件夹
    Preferences: NSUserDefault写入此文件夹下，iTunes会同步，不应该删除
tmp：系统创建的临时文件夹，随时有可能被删除

做清除缓存功能时，可把Library/Caches文件夹下面的文件全部删除，也可以根据业务的需要删除指定的文件夹。

总结

此篇文章还是比较偏重于原理，对于具体的使用则没有说太多，具体使用各种各样，但是基本原理是比较统一的。关于数据库CURD由于我们不是做服务端开发，所以也没有深究，想要研究的话，可在查阅其他资料。除了上述所说的，可能在具体使用中还要考虑数据库版本迁移，数据库同步等需求。这些由于我的水平所限，也没有提到可以参考我写此文时的一篇参考博文《iOS应用架构谈（4）：本地持久化方案及动态部署》。而NSUserDefault、File使用方法都很简单也都没有介绍。CoreData太过于重量级，我在项目中也没事实际运用过，这里也没有介绍。