罗朝辉(飘飘白云)

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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:

Model Classes
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
  > AttributeNSAttributeDescription
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。

NSManagedObject 常用方法
-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。

NSManagedObjectContext 常用方法
-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。

NSPersistentStoreCoordinator 常用方法
-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)。

NSPersistentDocument 常用方法
-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。

 

NSFetchRequest 常用方法
-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 Reference API listing for the Core Data classes
http://developer.apple.com/documentation/Cocoa/Reference/CoreData_ObjC/index.html

NSPredicate Reference API listing for NSPredicate
http://developer.apple.com/documentation/Cocoa/Reference/Foundation/ObjC_classic/Classes/NSPredicate.html

posted on 2011-09-01 14:14 罗朝辉 阅读(5592) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: 移动开发Cocoa 开发

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