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ios开发：CoreData概述

作者：佚名 IOS开发编辑：admin 更新时间：2022-07-23

Core Data 概述

2005年的四月份，Apple 发布了 OS X 10.4，在这个版本中 Core Data 框架发布了。Core Data本身既不是数据库也不是数据库访问框架。相反，Core Data是一个完整的数据模型解决方案。可以简单理解为对持久层的封装，使得我们可以通过可视化建立数据模型，简化数据存取。即使不懂SQL语句，也依然可以使用Core Data。因为Core Data将底层的数据库SQL语句封装成了一套API，并可通过可视化操作来建立数据库的模型和表之间的关系，它甚至在数据变化时会帮你自动处理关系，Core Data还能对非法数据进行过滤。更重要的是，Core Data的NSFetchRequest类可以替代SQL中的Select语句，并提供了NSFetchedResultsController以更高效的方法将查询结果显示在UITableView中。

Core Data 组件

Core Data的组件主要由三部分组成：

Managed Object Model（数据模型）: 可以看作是数据库的模型结构。包含了各个实体的定义信息。

Persistent Store Coordinator （持久化存储协调器）：将对象图管理部分和持久化部分捆绑在一起，当它们两者中的任何一部分需要和另一部分交流时，这便需要持久化存储协调器来调节。

Managed Object Context （管理数据上下文）：被管理数据的上下文，实际上是对你所有数据库操作的一个缓存层，会把你所有的操作都先缓存起来避免大量磁盘 IO 造成不流畅，你在操作完数据库后调用其save方法持久化改变。

上图是Core Data 基本工作原理可以帮助我们更加深入的了解Core data各个组件间是怎么工作的下面通过一个例子详细介绍下core data究竟干了什么

一个Core Data 工程

在这里我们不需要自己动手去做一个工程因为xcode已经为我们提供了一个完整的Core Data 项目打开我们的xcode 在 iOS -> application 下选择 Master-Detail Application 命完名字后记得勾选Core Data选项项目建立后我们可以发现Frameworks中已经有了CoreData.framework一项，并且还多了一个以 .xcdatamodeld结尾的文件，这个文件定义了我们需要的数据模型结构。点开后可以看到左侧有三个选项：Entities，Fetch Request、Configurations。

Entities

Entities Core Data 的一个实体它可以像类一样被继承为了便于理解我们也可以把它理解为数据库中的一个表，实体里的属性可以看做数据库表中的属性我们的项目中现在有一个Event实体，这个实体有一个叫timeStamp的属性这里可以理解为，我们的数据库中有一个叫Event的表表里有一个叫timeStamp的属性

Attributes 就是我们上面说的属性，我们可以设置其数据类型，默认值，最大，小值等。需要注意的是这里的空值是NULL，不等同于OC中的nil，更不等同于0和空字符串@“”。

Relationships 描述多个Entities间的关系：多对一，一对一，继承关系等。当我们指定了一个关系后，我们也最好指定一个反转关系。比如A和B是多对多的关系，那么A指向B的关系Type为To Many，同时设定B指向A的关系Type为To Many，如果A为B的父类那么同时要指定B为A的子类。

Fetched PRoperty表示了一种弱的、单向的关系。Core Data不支持在persistent store之间建立Relationships，所以Fetched Property可用于建立“松耦合”关系，相似暂时的分组。

Fetch Request

在Core Data中我们使用NSFetchRequest类来进行数据请求，从持久存储（persistent store）中获取对象。请求中包含变量（如查找条件）类似我们sql语句中的查找条件，这个我们以后有机会在介绍。

Configurations

配置包含了一个名称和若干个相关的实体。一个实体可以出现在多个配置中。我们可以在代码中使用setEntities: forConfiguration:的方法来指定配置。我们也可以使用entitiesForConfiguration:来获取配置。一般说来，如果你想把不同的实体存放在不同的存储中去，就可能用到配置。一个持久化存储协调器（persistent store coordinator）只能有一个被管理的对象模型（managed object model）。所以，默认情况下，和协调器关联的某个存储必须包含同样的实体。要想绕过这个限制，你可以创建一个包含所有实体并集的模型，然后在模型中为每一个你想使用的实体子集创建配置，这样一来，使用这个模型创建协调器，当你需要添加存储（persistent store）时，可根据不同的配置来指定对应的存储属性。

通过上面的简单介绍我们已经对Core Data有了初步的了解下面我们准备从苹果的模板代码体会Core Data是如何具体应用的

首先是AppDelegate.h

#import <UIKit/UIKit.h>
#import <CoreData/CoreData.h>

@interface AppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>

@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;

@property (readonly, strong, nonatomic) NSManagedObjectContext *managedObjectContext;
@property (readonly, strong, nonatomic) NSManagedObjectModel *managedObjectModel;
@property (readonly, strong, nonatomic) NSPersistentStoreCoordinator *persistentStoreCoordinator;

- (void)saveContext;
- (NSURL *)applicationDocumentsDirectory;


@end

这里比我们平时创建的项目多了三个属性就是我们上面介绍过的Core Data 的三个组件 managedObjectContext managedObjectModel persistentStoreCoordinator

下面移步.m文件了解下三个部件的实例化过程

- (NSManagedObjectContext *)managedObjectContext {
    // Returns the managed object context for the application (which is already bound to the persistent store coordinator for the application.)
    if (_managedObjectContext != nil) {
        return _managedObjectContext;
    }
    
    NSPersistentStoreCoordinator *coordinator = [self persistentStoreCoordinator];
    if (!coordinator) {
        return nil;
    }
    _managedObjectContext = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSMainQueueConcurrencyType];
    [_managedObjectContext setPersistentStoreCoordinator:coordinator];
    return _managedObjectContext;
}

如果是第一次调用，会实例化一个NSManagedObjectContext对象，并使用persistentStoreCoordinator方法返回的NSPersistentStoreCoordinator对象来配置上下文，最后返回新实例化的NSManagedObjectContext对象。

然后来看下persistentStoreCoordinator的实例化

- (NSPersistentStoreCoordinator *)persistentStoreCoordinator {
    // The persistent store coordinator for the application. This implementation creates and returns a coordinator, having added the store for the application to it.
    if (_persistentStoreCoordinator != nil) {
        return _persistentStoreCoordinator;
    }
    
    // Create the coordinator and store
    
    _persistentStoreCoordinator = [[NSPersistentStoreCoordinator alloc] initWithManagedObjectModel:[self managedObjectModel]];
    NSURL *storeURL = [[self applicationDocumentsDirectory] URLByAppendingPathComponent:@"ZYCoreData.sqlite"];
    NSError *error = nil;
    NSString *failureReason = @"There was an error creating or loading the application's saved data.";
    if (![_persistentStoreCoordinator addPersistentStoreWithType:NSSQLiteStoreType configuration:nil URL:storeURL options:nil error:&error]) {
        // Report any error we got.
        NSMutableDictionary *dict = [NSMutableDictionary dictionary];
        dict[NSLocalizedDescriptionKey] = @"Failed to initialize the application's saved data";
        dict[NSLocalizedFailureReasonErrorKey] = failureReason;
        dict[NSUnderlyingErrorKey] = error;
        error = [NSError errorWithDomain:@"YOUR_ERROR_DOMAIN" code:9999 userInfo:dict];
        // Replace this with code to handle the error appropriately.
        // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development.
        NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
        abort();
    }
    
    return _persistentStoreCoordinator;
}

同样的如果是第一次调用会实例化一个NSPersistentStoreCoordinator对象，这里要访问到documents目录中的SQLite存储文件ZYCoreData.sqlite，还定义了一个applicationDocumentsDirectory方法，它的作用是获取程序documents的路径

- (NSURL *)applicationDocumentsDirectory {
    // The directory the application uses to store the Core Data store file. This code uses a directory named "com.maxjia.ZYCoreData" in the application's documents directory.
    return [[[NSFileManager defaultManager] URLsForDirectory:NSDocumentDirectory inDomains:NSUserDomainMask] lastObject];
}

ZYCoreData.sqlite文件是在编译ZYCoreData.xcdatamodeld时生成的。 NSPersistentStoreCoordinator初始化时需要传入managedObjectModel。NSPersistentStoreCoordinator对象在添加持久存储的时候不仅需要传入存储类型，存储文件URL，选项以及错误类型。如果添加存储的时候出现错误，就会进入if判断，进行错误处理。

然后是managedObjectModel

- (NSManagedObjectModel *)managedObjectModel {
    // The managed object model for the application. It is a fatal error for the application not to be able to find and load its model.
    if (_managedObjectModel != nil) {
        return _managedObjectModel;
    }
    NSURL *modelURL = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"ZYCoreData" withExtension:@"momd"];
    _managedObjectModel = [[NSManagedObjectModel alloc] initWithContentsOfURL:modelURL];
    return _managedObjectModel;
}

NSManagedObjectModel类在初始化的时候用到了ZYCoreData.momd文件，这个文件和上面ZYCoreData.sqlite一样是编译项目时，由ZYCoreData.xcdatamodeld数据模型生成，并且保存到app的Bundle目录

- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application {
    // Called when the application is about to terminate. Save data if appropriate. See also applicationDidEnterBackground:.
    // Saves changes in the application's managed object context before the application terminates.
    [self saveContext];
}
- (void)saveContext {
    NSManagedObjectContext *managedObjectContext = self.managedObjectContext;
    if (managedObjectContext != nil) {
        NSError *error = nil;
        if ([managedObjectContext hasChanges] && ![managedObjectContext save:&error]) {
            // Replace this implementation with code to handle the error appropriately.
            // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development.
            NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
            abort();
        }
    }
}

managedObjectContext对象中的数据的修改，发生在内存中的，需要调用save方法来保存到存储文件当中才能做到数据的持久化，在这里选择在程序退出时调用saveContext保存数据

部件介绍完了看看我们这个程序干了什么。首先在程序初始化的时候

 UINavigationController *masterNavigationController = splitViewController.viewControllers[0];
  MasterViewController *controller = (MasterViewController *)masterNavigationController.topViewController;
   controller.managedObjectContext = self.managedObjectContext;
    return YES;

给MasterViewController中传入了managedObjectContext MasterViewController继承自UITableViewController 所以我们运行程序可以看到这个程序实现了点击左上角加号把当前时间标签加入到tableView中的功能多添加几条并关闭程序从新打开发现之前的数据仍然存在说明应用做了数据的持久化处理下面我们看下实现代码

首先是UITableViewDataSource的相关代码

- (NSInteger)numberOfSectionsInTableView:(UITableView *)tableView {
    return [[self.fetchedResultsController sections] count];
}

- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section {
    id <NSFetchedResultsSectionInfo> sectionInfo = [self.fetchedResultsController sections][section];
    return [sectionInfo numberOfObjects];
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    UITableViewCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"Cell" forIndexPath:indexPath];
    [self configureCell:cell atIndexPath:indexPath];
    return cell;
}

- (BOOL)tableView:(UITableView *)tableView canEditRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    // Return NO if you do not want the specified item to be editable.
    return YES;
}

- (void)tableView:(UITableView *)tableView commitEditingStyle:(UITableViewCellEditingStyle)editingStyle forRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    if (editingStyle == UITableViewCellEditingStyleDelete) {
        NSManagedObjectContext *context = [self.fetchedResultsController managedObjectContext];
        [context deleteObject:[self.fetchedResultsController objectAtIndexPath:indexPath]];
            
        NSError *error = nil;
        if (![context save:&error]) {
            // Replace this implementation with code to handle the error appropriately.
            // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development.
            NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
            abort();
        }
    }
}

- (void)configureCell:(UITableViewCell *)cell atIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    NSManagedObject *object = [self.fetchedResultsController objectAtIndexPath:indexPath];
    cell.textLabel.text = [[object valueForKey:@"timeStamp"] description];
}

通过代码我们发现就可看出tableView的数据是由fetchedResultsController对象提供的。所以我们继续来看看fetchedResultsController是何方神圣

- (NSFetchedResultsController *)fetchedResultsController
{
    if (_fetchedResultsController != nil) {
        return _fetchedResultsController;
    }
    
    NSFetchRequest *fetchRequest = [[NSFetchRequest alloc] init];
    // Edit the entity name as appropriate.
    NSEntityDescription *entity = [NSEntityDescription entityForName:@"Event" inManagedObjectContext:self.managedObjectContext];
    [fetchRequest setEntity:entity];
    
    // Set the batch size to a suitable number.
    [fetchRequest setFetchBatchSize:20];
    
    // Edit the sort key as appropriate.
    NSSortDescriptor *sortDescriptor = [[NSSortDescriptor alloc] initWithKey:@"timeStamp" ascending:NO];

    [fetchRequest setSortDescriptors:@[sortDescriptor]];
    
    // Edit the section name key path and cache name if appropriate.
    // nil for section name key path means "no sections".
    NSFetchedResultsController *aFetchedResultsController = [[NSFetchedResultsController alloc] initWithFetchRequest:fetchRequest managedObjectContext:self.managedObjectContext sectionNameKeyPath:nil cacheName:@"Master"];
    aFetchedResultsController.delegate = self;
    self.fetchedResultsController = aFetchedResultsController;
    
    NSError *error = nil;
    if (![self.fetchedResultsController performFetch:&error]) {
         // Replace this implementation with code to handle the error appropriately.
         // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development. 
        NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
        abort();
    }
    
    return _fetchedResultsController;
}

Core Data在iOS上使用了NSFetchedResultsController对象来简化对提取结果和表格视图的处理。NSFetchedResultsController对象被惰性创建并只在表格视图数据源方法有需要时才提取数据。我们可以看到在对NSFetchRequest对象的处理中，使用了Event实体，并提供了一个NSSortDescriptor对象以让提取结果按timeStamp进行排序。最后通过NSFetchRequest对象和managedObjectContext作为参数传入NSFetchedResultsController的初始化方法。
NSFetchedResultsController也有它的代理，将MasterViewController设置为其代理，这样在fetched results 发生变化时，MasterViewController中实现的NSFetchedResultsControllerDelegate方法会被调用，然后就可以实现在数据变化是改变tableView中的显示内容

上面是用NSFetchedResultsController批量获取数据的方法下面看下数据插入的操作

- (void)insertNewObject:(id)sender {
    NSManagedObjectContext *context = [self.fetchedResultsController managedObjectContext];
    NSEntityDescription *entity = [[self.fetchedResultsController fetchRequest] entity];
    NSManagedObject *newManagedObject = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:[entity name] inManagedObjectContext:context];
        
    // If appropriate, configure the new managed object.
    // Normally you should use accessor methods, but using KVC here avoids the need to add a custom class to the template.
    [newManagedObject setValue:[NSDate date] forKey:@"timeStamp"];
        
    // Save the context.
    NSError *error = nil;
    if (![context save:&error]) {
        // Replace this implementation with code to handle the error appropriately.
        // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development.
        NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
        abort();
    }
}

插入数据需要调用实体描述对象NSEntityDescription返回一个实体对象，然后设置对象属性，最后保存当前上下文即可。这里需要注意，增、删、改操作完最后必须调用管理对象上下文的保存方法，也就是这里[context save:&error]方法

，否则不能被执行。

- (void)tableView:(UITableView *)tableView commitEditingStyle:(UITableViewCellEditingStyle)editingStyle forRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
    if (editingStyle == UITableViewCellEditingStyleDelete) {
        NSManagedObjectContext *context = [self.fetchedResultsController managedObjectContext];
        [context deleteObject:[self.fetchedResultsController objectAtIndexPath:indexPath]];
            
        NSError *error = nil;
        if (![context save:&error]) {
            // Replace this implementation with code to handle the error appropriately.
            // abort() causes the application to generate a crash log and terminate. You should not use this function in a shipping application, although it may be useful during development.
            NSLog(@"Unresolved error %@, %@", error, [error userInfo]);
            abort();
        }
    }
}

在tableView:(UITableView *)tableView commitEditingStyle:(UITableViewCellEditingStyle)editingStyle forRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath实现了删除操作拿到上下文直接调用管理对象上下文的deleteObject方法，删除完保存上下文即可

总结

Core Data框架基本的5个类：NSPersistentStoreCoordinator、NSManagedObjectContext、NSManagedObjectModel、NSEntityDescription、NSManagedObject。

NSPersistentStoreCoordinator持久化存储协调器：负责从文件加载数据和将数据写入文件。

NSEntityDescription实体描述：实体可以被看做是NSManagedObject对象的一个具体的实现。

NSManagedObjectContext 管理对象上下文：上下文是内存中的一块暂存区域。查询，插入，删除，修改等操作都是在上下文中进行。在上下文没有保存之前，对数据的任何修改都只记录在暂存区中，不会影响文件内的数据。

NSManagedObject 管理对象：Core Data的核心单元。模型对象的数据被持有在NSManagedObject对象中。每一个NSManagedObject对象都对应一个实体

NSManagedObjectModel 对象模型：NSManagedObjectModel通常被定义在一个.mom文件中，文件中保存了所有实体的定义。

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