Core Data

它是一个完全面向对象的API，负责在数据库中存储数据，底层也是由类似于SQL的技术来实现的。

在高级语言这一层，如何使用Core Data？在xcode中，有个工具可以建立对象之间的映射，这些对象会存储在你的数据库里，它们是NSObject的子类，实际上是NSManagedObject的子类，然后Core Data负责管理这些对象之间的关系。一旦在xcode中建立了visual map，你就可以新建对象，并存到数据库里或在数据库里删除、查询，实际起作用的是底层的SQL。可以用property访问数据库中对象内部的数据。Core Data负责管理底层的通信。

如何建立visual map？打开New File界面，在左边找到Core Data，这里选择Data Model，然后点Next，这样就建立了一个数据库的图形化model。通常会给visual map一个和应用相同的名字。

map的内部结构是怎样的？由3个不同的部分组成：一是entities，它们将映射到class；还有attributes，它映射到properties上；然后是relationship，这个属性用来指向数据库中的其他对象。

新建两个entity，分别是photo和photographer，它们之间会有一个明显的relationship。在代码中，entity实际上是一个NSManagedObject。

接下来要做的是如何创建NSManagedObject的子类，有了这些子类就可以调用数据库中的entity了。即使创建了子类，管理这些对象的底层机制仍然是NSManagedObject。

记住，所有的attribute都是对象，Core Data只知道在数据库中如何读写对象，所有的attribute都是各种不同类型的对象。有几种方法可以获取这些对象的值，一种方法是可以用NSKeyValueCoding协议，valueForKey和setValueForKey是这个协议的一部分，所有对象都可以使用它们，用valueForKey和setValueForKey设置property；另一种访问attribute的方法是新建一个NSManagedObject的子类，数据库的所有对象在代码中都是NSManagedObject。

不仅可以以表格的形式查看entity和attribute，还可以用图的方式。点击右下角的Editor Style，看到的内容与刚才一样，但是是以图的方式。可以在entities之间按住control拖动，来建立它们之间的relationship。一旦建立了关系，可以双击它，然后在inspector里改变它的名字，有个开关叫To-Many Relationship，就是设置两者间一对多的关系，注意其中的Delete Rule，意思是如果删除其中一个，那么会对这个relationship指向的东西有什么影响？其实就是把指针设为空。relationship的property类型：whoTook这个property的类型是NSManagedObject *；photos的类型是NSSet，它是一个内部数据类型为NSManagedObject *的NSSet。NSSet就是一堆对象的集合，它是无序的。

怎么在代码中使用visual map的数据呢？要获得数据，最重要的一点是，需要使用一个NSManagedObjectContext的东西，这是一个类，需要实例化。可以给这个实例发消息，比如查询之类。

怎么得到NSManagedObjectContext呢？需要它来往数据库里添加数据或进行查询操作，有两种基本方法可以获得NSManagedObjectContext：其一是创建UIManagedDocument，它有个属性叫managedObjectContext，获取它并使用就好了；第二种方法是在你新建一个工程的时候，有个复选框Use Core Data，选中它，就会在AppDelegate中生成一些代码，添加一个managedObjectContext的property。

UIManagedDocument

UIManagedDocument类继承自UIDocument，UIDocument有一套机制来管理一个或一组与磁盘相关的文件。UIManagedDocument实际上是一个装载Core Data数据库的容器，而且这个容器提供一些功能，比如写入、打开数据库。

怎么创建UIManagedDocument呢？它只有一个intializer，叫做initWithFileURL：

UIManagedDocument *document = [[UIManagedDocument alloc] initWithFileURL:(URL *)url];

这个url几乎总是在文档目录下。现在还不可以用，还需要打开它，或者是创建，来使用。alloc init之后，它实际上并没有在磁盘上打开或创建。怎么打开或创建document？要调用以下方法来打开它：

- (void)openWithCompletionHandler:(void (^)(BOOL success))completionHandler;

CompletionHandler就是一个简单的block，这是一个没有返回值的block，它只处理一个表明是否成功打开文件的布尔值。如果文件不存在，不得不检查一下，必须调用fileExistsAtPath来检查这个文件是否存在：

[[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:[url path]]

如果这个文件存在，就可以用openWithCompletionHandler。但是如果不存在，需要创建它，需要调用UIManagedDocument里的这个方法来创建：

- (void)saveToURL:(NSURL *)url forSaveOperation:(UIDocumentSaveOperation)operation  competionHandler:(void (^)(BOOL success))completionHandler;

创建完之后，如果要保存需要调用UIDocumentSaveForCreating。这边也有一个CompletionHandler。

为什么会有一个CompletionHandler呢？open和save方法是异步的，这些操作要花费一些时间，它们会立刻返回，但文件此时还没打开或创建好，只有在之后CompletionHandler被调用的时候，才能用这个document。异步的意思是这些操作需要花费一些时间，当这些操作完成之后调用你的block。

这是一个典型的例子：

self.document = [[UIManagedDocument alloc] initWithFileURL:(URL *)url]; if ([[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:[url path]]) {    [document openWithCompletionHandler:^(BOOL success) {           if (success) [self documentIsReady];           if (!success) NSLog(@“couldn’t open document at %@”, url);    }]; } else {    [document saveToURL:url forSaveOperation:UIDocumentSaveForCreating      completionHandler:^(BOOL success) {           if (success) [self documentIsReady];           if (!success) NSLog(@“couldn’t create document at %@”, url);    }];}

在这还不能对文档进行任何操作，因为这两个调用是异步的，必须等block被调用后，并激活一些条件才可以。

如果document打开了或创建好了，documentIsReady被调用了，你就可以使用它了：

- (void)documentIsReady {     if (self.document.documentState == UIDocumentStateNormal) {                       NSManagedObjectContext *context = self.document.managedObjectContext;         // do something with the Core Data context     }}

document中有一个documentState的东西，通常在使用它之前都会检查这个documentState，最重要的状态就是UIDocumentStateNormal，意思就是已经打开好了，可以用了。如果状态是normal的话，我要做的是获得document context，然后就可以做Core Data的操作了，创建对象，查询，或从数据库在读取一些东西等等。

其他一些状态：UIDocumentStateClosed，这是document开始时的状态，当alloc initWithFileURL时，它的状态就是closed的；UIDocumentStateSavingError，这是指当保存文件时调用CompletionHandler出现了success等于NO，就会出现这种状态；UIDocumentStateEditingDisabled，这个状态是一个瞬时的状态，或许document正在重置，重置回以前保存的状态，或者保存操作正在进行，不能进行编辑；UIDocumentStateInConflict，这是处理iCloud时可能遇到的情况。

documentState的状态通常处于observed(监听)中，这是指，在ios中有一种方法，当documentState改变时，就告诉我，或者当有一个冲突出现了，马上告诉我，我好立刻解决问题。这个observed怎么用，它由NSNotification这个机制来管理。

NSNotification

有一种通信方式是广播站模式的，这种模式有点像广播，其他人可以接进这个广播站来并收听消息，这就是NSNotification。有一种办法可以让一个对象注册成为radio station，然后其他对象收听这个radio station。

需要一个NSNotificationCenter，就像交换中心似的，也可以把它想象成一个广播站注册机构。最简单的方式是调用[NSNotificationCenter defaultCenter]，然后给NSNotification传递一个方法：

- (void)addObserver:(id)observer    // you (the object to get notified)           selector:(SEL)methodToSendIfSomethingHappens                name:(NSString *)name // what you’re observing (a constant somewhere)             object:(id)sender;    // whose changes you’re interested in (nil is anyone’s)

addObserver就是你自己，你把自己设置为observer。selector是指当广播站广播时，会被调用的方法。name是指radio station的名字，是一个常量字符串，几乎总是常量类型的，一些类会告诉你它们广播站的名字，好让你注册。object是指你想收听的对象，你可以注册收听广播站上的任何广播，或者只收听某个特定的广播，如果是nil，就是收听所有的广播。

必须指定selector的名字，它的参数总是NSNotification *。NSNotification有三个property，一个是name，就是radio station的name，和上面一样；object，就是给你发送通知的那个对象，和上面一样。然后是userInfo，它就是个ID，可以是任何东西，由广播员负责告诉你现在正在播放什么内容，通常它会像一个词典或者某种容器来保存数据。

- (void)methodToSendIfSomethingHappens:(NSNotification *)notification {       notification.name     // the name passed above        notification.object   // the object sending you the notification     notification.userInfo// notification-specific information about what happened }

下面来看一个例子，是关于documentState的：

NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];[center addObserver:self            selector:@selector(documentChanged:)               name:UIDocumentStateChangedNotification               object:self.document];

把自己添加成observer。这边要注册的广播站是UIDocumentStateChangedNotification，这是在UIManagedDocument中定义的一个NSString，其实是在UIDocument.h中。object是我想收听的对象，所以在这写self.document。只要把这个消息传递给center，只要documentState有变化，我就会得到一个documentChanged的消息，这个消息会有一个NSNotification *参数。

当你不再需要监听广播时，要删除自己的observer身份。原因是，NSNotification不会维护一个指向你的weak指针，它维护一个unsafe或者是unretained的指针。这并不安全，如果被指向的对象消失，unsafe或者unretained指针会指向堆上的一块无用的内存，必须要确保在对象消失之前解除你的observer身份。

[center removeObserver:self];or[center removeObserver:self name:UIDocumentStateChangedNotification object:self.document];

很有可能，会在viewDidAppear或者viewWillDisappear中传递add或者remove消息，这边有一个例子：

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated{     [super viewDidAppear:animated];     [center addObserver:self                selector:@selector(contextChanged:)                       name:NSManagedObjectContextObjectsDidChangeNotification                  object:self.document.managedObjectContext];} - (void)viewWillDisappear:(BOOL)animated{      [center removeObserver:self                          name:NSManagedObjectContextObjectsDidChangeNotification                      object:self.document.managedObjectContext];       [super viewWillDisappear:animated];}

这里监听Core Data数据库是否有变化。记住，可以由多个不同的managedObjectContext改变数据库，这样会造成混淆，如果多线程就容易解决。广播者是managedObjectContext，如果数据库中添加，删除，或者有一些更改，它就会向你广播。广播站叫NSManagedObjectContextObjectsDidChangeNotification。

contextChanged是这个样子的：

- (void)contextChanged:(NSNotification *)notification {        The notification.userInfo object is an NSDictionary with the following keys:         NSInsertedObjectsKey // an array of objects which were inserted         NSUpdatedObjectsKey //anarrayofobjectswhoseattributeschanged         NSDeletedObjectsKey //anarrayofobjectswhichweredeleted}

userInfo是一个词典，这个词典有三个键，这些键是否存在取决于NSManagedObjectContext中出现了什么变化，这些键的值是NSArray，它的内部数据类型为一个有过更改的NSManagedObject，你可以获得context中所发生的更改的完整描述。

UIManagedDocument

打开或者创建document，获取它的context，对数据库做了很多更改，怎么保存这些更改呢？UIManagedDocument是自动保存的，但不会依赖这种自动保存机制，可以用以下这个方法来保存数据：

[self.document saveToURL:self.document.fileURL        forSaveOperation:UIDocumentSaveForOverwriting       completionHandler:^(BOOL success) {      if (!success) NSLog(@“failed to save document %@”, self.document.localizedName);}];

关闭document同样是异步的，什么时候需要关闭document呢？在完成更改后都需要关闭它，同时撤销所有指向UIManagedDocument的strong指针。如果没有strong指针指向UIManagedDocument时，它会自动关闭。

[self.document closeWithCompletionHandler:^(BOOL success) {    if (!success) NSLog(@“failed to close document %@”, self.document.localizedName);}];

它是异步的，得等到block执行了，它才会关闭。

可以有UIManagedDocument的多个实例指向磁盘上的同一个document吗？完全可以，但要小心，这些实例是没有关系的。

Core Data

现在从document中获得了一个NSManagedObjectContext，就可以进行插入和删除操作，可以进行查询。

通过调用NSEntityDescription中的方法来插入数据，这是一个类方法：

NSManagedObject *photo = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@“Photo”                                                       inManagedObjectContext:(NSManagedObjectContext *)context];

数据库中的所有对象都是由NSManagedObject表示的，NSEntityDescription insert的返回值是一个NSManagedObject *，它返回一个指向新创建对象的指针。

现在有这个对象了，需要设置它的attribute，怎么访问这些attribute呢？可以用NSKeyValueObserving协议，注意NSKeyValueObserving协议中的Observing，可以观察任何支持这个协议的对象的setting和geting这两个property，你希望观察这些property，这看起来和NSNotificationCenter很相似，可以说添加一个观察者，来观察这个对象的某个property，只要这个对象为这个property实现了这个协议。

- (id)valueForKey:(NSString *)key; - (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;

如果使用valueForKeyPath:/setValue:forKeyPath:方法，它就会跟踪那个relationship。key是attribute的名字，而value是所存的内容。

对UIManagedDocument做的所有修改都是在内存中进行的，直到做了save操作。

但是调用valueForKey:/setValueForKey:会使代码变得很乱，这么做没有任何的类型检查，所以通常不用这种方法。用property，但是如何给NSManagedObject添加一个property，并且它的类型是Photographer *，而不是NSManagedObject *，而且是在NSManagedObject不认识这些东西的情况下。方法是创建NSManagedObject的子类，比如创建一个名为Photo的NSManagedObject的子类来表示photo entity，它在头文件里生成的就是@property，这个@property对应着所有的attribute，在实现文件中采用的不是@synthesize，因为@synthesize是给它生成一个实例变量，但这些property并不是以实例变量存储的，它是存储在SQL数据库里的。

怎么生成NSManagedObject的子类呢？只需到xcode中的model file，选中它们，然后到Editor菜单，点击下面的Create NSManagedObject subclasses。生成后可以看到Photographer.h和.m文件，还有Photo.h和.m文件。

它创建了一个category，可以用来设置NSSet中的值。怎么往photos relationship中添加图片呢？有两种方法：一种是可以用它自动生成的add；另一种是用photos这个set，调用mutableCopy，这样就有一个mutable set了，然后往里面加东西，然后把photos设置回来就行了，通过调用这个property的setter。

在Photo.h中可以看到whoTook，它的类型是NSManagedObject *，应该是Photographer *才对。这是xcode的问题，在xcode生成代码时，它先生成Photo，然后生成Photographer。怎么修改这个错误呢？回到xcode，再生成一下就行了。

再看.m文件，很简洁，它所做的就是在所有property前面加上@dynamic，@dynamic的作用是告诉编译器我清楚我不需要对这个property进行@synthesize，请不要发出警告。如果这些子类不实现这些property，会有什么后果？这就不确定了。NSManagedObject的做法是，如果你传递一个property，它就会查找自己是否有个相同名字的属性，如果有，它就调用valueForKey:，或者setValueForKey:。如果添加一些额外的property，会出现错误。

有了Photographer.h、Photographer.m文件、Photo.h和Photo.m文件，那如何访问property呢？用“.”的方式调用就可以。

Photo *photo = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@“Photo” inManagedObj...]; NSString *myThumbnail = photo.thumbnailURL; photo.thumbnailData = [FlickrFetcher urlForPhoto:photoDictionary format:FlickrPhotoFormat...]; photo.whoTook = ...; // a Photographer object we created or got by queryingphoto.whoTook.name = @“CS193p Instructor”; // yes, multiple dots will follow relationships

如果更改schema，得重新生成子类。要是往其中加入一些代码呢，这么做就得修改Photo.m，那下次改变schema并在xcode中重新生成时，代码就没了。怎么解决这个问题呢？用一个Objective-C语言的一个新特性，叫category。

Categories

Categories可以让你在不使用子类的情况下往一个类中添加方法或者属性，语法是这样的：

@interface Photo (AddOn) - (UIImage *)image; @property (readonly) BOOL isOld; @end

这就是@interface，它会在Photo+AddOn.h中。不仅需要声明这些方法，还要实现它们，这里是一个.m文件可能的写法：

@implementation Photo (AddOn) -(UIImage*)image //imageisnotanattributeinthedatabase,butphotoURLis {     NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:self.photoURL];      return [UIImage imageWithData:imageData];} -(BOOL)isOld //whetherthisphotowasuploadedmorethanadayago {     return [self.uploadDate timeIntervalSinceNow] < -24*60*60;} @end

把它们加入到Photo类，isOld是只读的，只添加isOld的getter方法，self就是Photo。

使用category有一个很大的限制就是，它自己是不能添加实例变量的。所以在实现一个category时，内部是不能有@synthesize。

向NSManagedObject的子类，添加的最常用的category是Create：

@implementation Photo (Create) + (Photo *)photoWithFlickrData:(NSDictionary *)flickrData        inManagedObjectContext:(NSManagedObjectContext *)context{      Photo *photo = ...; // see if a Photo for that Flickr data is already in the database      if (!photo) {          photo = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@“Photo” inManagedObjectContext:context];          // initialize the photo from the Flickr data           // perhaps even create other database objects (like the Photographer)      }      return photo;} @end

要使用这个方法，只需import Photo+Create.h。

Core Data

如何在数据库上删除对象，只要调用以下方法：

[self.document.managedObjectContext deleteObject:photo];

必须要保证如果删除数据库中的某个对象时，数据要维持在一个稳定的状态。

有一个prepareForDeletion方法，而且可以在category中实现它，这个方法必须由一个NSManagedObject的子类来实现，才可以调用。在将要进行删除操作的时候，就会调用它。就是说，如果有谁调用了deletePhoto，这个过程的前期就是调用这个prepareForDeletion。

@implementation Photo (Deletion) - (void)prepareForDeletion {     // we don’t need to set our whoTook to nil or anything here (that will happen automatically)      // but if Photographer had, for example, a “number of photos taken” attribute,      //       we might adjust it down by one here (e.g. self.whoTook.photoCount--).} @end

在对象删除后，就不要保留strong指针了。

怎么查询呢？通过创建、执行NSFetchRequest对象来完成。首先要创建，然后请求NSManagedObjectContext替你执行这个fetch。

在建立NSFetchRequest时，有四点很重要：

首先，要指明想获取的那个entity；

还有，NSPredicate，这个指明你想从哪些entities中获取数据，就是查询条件；

再有，NSSortDescriptors，因为fetch会返回一个array，就是一个有序列表，所以要指明排序规则；

最后，可以控制每次查询的返回值的数量，或者每个batch有多少。

这是查找和建立一个fetch请求，大概的写法：

NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@“Photo”]; request.fetchBatchSize = 20; request.fetchLimit = 100; request.sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject:sortDescriptor]; request.predicate = ...;

首先是指明entity，当你查询Core Data时，只返回一类entity，从数据库角度讲，只能在一个表上查询，每次只能从一个表中获取数据。NSSortDescriptor，它指明了你在执行这个查询后返回的array的排列顺序，通过以下方法来创建sortDescriptor：

NSSortDescriptor *sortDescriptor =    [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@“thumbnailURL”                                   ascending:YES                                   selector:@selector(localizedCaseInsensitiveCompare:)];

key就是排序时要参照的那个属性，ascending用来指定是升序还是降序，然后是selector，它并非一定得是Objective-C selector。排序是在数据库中进行的，也就是SQL做排序的工作，然后返回排列好的数据。fetch request的sortDescriptor不是只能有一个，可以是一个sortDescriptor的组合。

predicate用来表明你想得到什么样的对象，它看起来就像一个NSString：

NSString *serverName = @“flickr-5”; NSPredicate *predicate =    [NSPredicate predicateWithFormat:@“thumbnailURL contains %@”, serverName];

还有一些例子：

@“uniqueId = %@”, [flickrInfo objectForKey:@“id”] // unique a photo in the database @“name contains[c] %@”, (NSString *) // matches name case insensitively @“viewed > %@”, (NSDate *) // viewed is a Date attribute in the data mapping @“whoTook.name = %@”, (NSString *) // Photo search (by photographer’s name) @“any photos.title contains %@”, (NSString *) // Photographer search (not a Photo search)

contain的意思就是是否有子字符串，注意这个[c]，意思是区分大小写。

这还有一个例子，如果想查询所有Photographer，查询会在Photographer表上进行：

NSFetchRequest *request = [NSFetchRequest fetchRequestWithEntityName:@“Photographer”];... who have taken a photo in the last 24 hours ...NSDate *yesterday = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:-24*60*60]; request.predicate = [NSPredicate predicateWithFormat:@“any photos.uploadDate > %@”, yesterday]; ... sorted by the Photographer’s name ... NSSortDescriptor *sortByName = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@“name” ascending:YES]; request.sortDescriptors = [NSArray arrayWithObject:sortByName];

这个请求建好了，接下来是如何执行这个查询？我向managedObjectContext发送一个消息，这个managedObjectContext是从document中获取的，消息的名字叫executeFetchRequest，发送请求的时候，还跟了一个error指针，这样也能接收到error消息。

NSManagedObjectContext *moc = self.document.managedObjectContext; NSError *error; NSArray *photographers = [moc executeFetchRequest:request error:&error];

如果返回值是nil，表示出错了，要查看一下这个error。如果返回的array是空的，是指没有查询到符合条件的对象。

所有的数据并不会一次返回，它会有选择的存储你想要的对象