羅朝輝（飄飄白云）

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Core data 是 Cocoa 中處理數據，綁定數據的關鍵特性，其重要性不言而喻，但也比較復雜。Core Data 相關的類比較多，初學者往往不太容易弄懂。計劃用三個教程來講解這一部分：

框架詳解：講解  Core data 框架，運作過程，設計的類；
Core data應用程序示例：通過生成一個使用 Core data 的應用程序來講解如何 在  XCode 4 中使用 Core data。
手動創建Core data示例：不利用框架自動生成代碼，完全自己編寫所有的 Core data 相關代碼的命令行應用程序來深入講解 Core data的使用。

本文為第一部份：框架詳解

一，概觀
下面先給出一張類關系圖，讓我們對它有個總體的認識。

在上圖中，我們可以看到有五個相關模塊：
1， Managed Object Model
Managed Object Model 是描述應用程序的數據模型，這個模型包含實體（Entity），特性（Property），讀取請求（Fetch Request）等。（下文都使用英文術語。）

2，Managed Object Context
Managed Object Context 參與對數據對象進行各種操作的全過程，并監測數據對象的變化，以提供對 undo/redo 的支持及更新綁定到數據的 UI。

3，Persistent Store Coordinator
Persistent Store Coordinator 相當于數據文件管理器，處理底層的對數據文件的讀取與寫入。一般我們無需與它打交道。

4，Managed Object
Managed Object 數據對象，與 Managed Object Context 相關聯。

5，Controller
圖中綠色的 Array Controller, Object Controller, Tree Controller 這些控制器，一般都是通過 control+drag 將 Managed Object Context 綁定到它們，這樣我們就可以在 nib 中可視化地操作數據。

這寫模塊是怎樣運作的呢？

1，應用程序先創建或讀取模型文件（后綴為xcdatamodeld）生成 NSManagedObjectModel 對象。Document應用程序是一般是通過 NSDocument 或其子類 NSPersistentDocument）從模型文件（后綴為 xcdatamodeld）讀取。
2，然后生成 NSManagedObjectContext 和 NSPersistentStoreCoordinator 對象，前者對用戶透明地調用后者對數據文件進行讀寫。
3，NSPersistentStoreCoordinator 負責從數據文件(xml, sqlite,二進制文件等)中讀取數據生成 Managed Object，或保存 Managed Object 寫入數據文件。
4，NSManagedObjectContext 參與對數據進行各種操作的整個過程，它持有 Managed Object。我們通過它來監測 Managed Object。監測數據對象有兩個作用：支持 undo/redo 以及數據綁定。這個類是最常被用到的。
5，Array Controller, Object Controller, Tree Controller 這些控制器一般與 NSManagedObjectContext 關聯，因此我們可以通過它們在 nib 中可視化地操作數據對象。

二， Model class

模型有點像數據庫的表結構，里面包含 Entry， 實體又包含三種 Property：Attribute（屬性），RelationShip（關系）， Fetched Property（讀取屬性）。Model class 的名字多以 "Description" 結尾。我們可以看出：模型就是描述數據類型以及其關系的。

主要的 Model class 有：

Model Classes

Managed Object Model	NSManagedObjectModel	數據模型
Entity	NSEntityDescription	抽象數據類型，相當于數據庫中的表
Property	NSPropertyDescription	Entity 特性，相當于數據庫表中的一列
> Attribute	NSAttributeDescription	基本數值型屬性（如Int16, BOOL, Date等類型的屬性）
> Relationship	NSRelationshipDescription	屬性之間的關系
> Fetched Property	NSFetchedPropertyDescription	查詢屬性（相當于數據庫中的查詢語句）

1）Entity - NSEntityDescription
Entity 相當于數據庫中的一個表，它描述一種抽象數據類型，其對應的類為 NSManagedObject 或其子類。

NSEntityDescription 常用方法:
+insertNewObjectForEntityForName:inManagedObjectContext: 工廠方法，根據給定的 Entity 描述，生成相應的 NSManagedObject 對象，并插入 ManagedObjectContext 中。
-managedObjectClassName 返回映射到 Entity 的 NSManagedObject 類名
-attributesByName 以名字為 key， 返回 Entity 中對應的 Attributes
-relationshipsByName 以名字為 key， 返回 Entity 中對應的 Relationships

2）Property - NSPropertyDescription
Property 為 Entity 的特性，它相當于數據庫表中的一列，或者 XML 文件中的 value-key 對中的 key。它可以描述實體數據(Attribute)，Entity之間的關系(RelationShip)，或查詢屬性(Fetched Property)。

 > Attribute - NSAttributeDescription
Attribute 存儲基本數據，如 NSString, NSNumber or NSDate 等。它可以有默認值，也可以使用正則表達式或其他條件對其值進行限定。一個屬性可以是 optional 的。
 
 > Relationship - NSRelationshipDescription 
Relationship 描述 Entity，Property 之間的關系，可以是一對一，也可以是一對多的關系。 

 > Fetched Property - NSFetchedPropertyDescription
Fetched Property 根據查詢謂詞返回指定 Entity 的符合條件的數據對象。

上面說的比較抽象，舉個例子來說，見圖：

我們有一個 CocoaDataDemo.xcdatamodeld 模型文件，應用程序根據它生成一個 NSManagedObjectModel 對象，這個模型有三個 Entity，每個 Entity 又可包含 Attribute Relationship, Feteched Property 三種類型的 Property。在本例中， Author Entity 包含兩個Attribute : name 和 email，它們對于的運行時類均為 NSManagedObject；還包含一個與 Post 的 Relationship；沒有設置  Feteched Property。

我們通常使用 KVC 機制來訪問 Property。下面來看代碼：

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"]);

在上面代碼中，我們先取得 NSManagedObjectContext， 然后調用 NSEntityDescription 的方法，以 Author 為實體模型，生成對應的 NSManagedObject 對象，插入 NSManagedObjectContext 中，然后給這個對象設置特性 email 的值。

 

三，運行時類與對象
> Managed Object - NSManagedObject
Managed Object 表示數據文件中的一條記錄，每一個 Managed Object 在內存中對應 Entity 的一個數據表示。Managed Object 的成員為 Entity 的 Property 所描述。
比如在上面的代碼，author 這個 NSManagedObject，對應名為 Author 的 Entity。

每一個 Managed Object 都有一個全局 ID（類型為：NSManagedObjectID）。Managed Object 會附加到一個 Managed Object Context，我們可以通過這個全局 ID 在 Managed Object Context 查詢對應的 Managed Object。

NSManagedObject 常用方法

-entity	獲取其 Entity
-objectID	獲取其 Managed Object ID
-valueForKey:	獲取指定 Property 的值
-setValue: forKey:	設定指定 Property 的值

> Managed Object Context - NSManagedObjectContext
Managed Object Context 的作用相當重要，對數據對象進行的操作都與它有關。當創建一個數據對象并插入 Managed Object Context 中，Managed Object Context 就開始跟蹤這個數據對象的一切變動，并在合適的時候提供對 undo/redo 的支持，或調用 Persistent Store Coordinato 將變化保存到數據文件中去。

通常我們將 controller 類（如：NSArrayController，NSTreeController）或其子類與 Managed Object Context 綁定，這樣就方便我們動態地生成，獲取數據對象等。

NSManagedObjectContext 常用方法

-save:	將數據對象保存到數據文件
-objectWithID:	查詢指定 Managed Object ID 的數據對象
-deleteObject:	將一個數據對象標記為刪除，但是要等到 Context 提交更改時才真正刪除數據對象
-undo	回滾最后一步操作，這是都 undo/redo 的支持
-lock	加鎖，常用于多線程以及創建事務。同類接口還有：-unlock and -tryLock
-rollback	還原數據文件內容
-reset	清除緩存的 Managed Objects。只應當在添加或刪除 Persistent Stores 時使用
-undoManager	返回當前 Context 所使用的 NSUndoManager
-assignObject: toPersistantStore:	由于 Context 可以管理從不同數據文件而來的數據對象， 這個接口的作用就是指定數據對象的存儲數據文件（通過指定 PersistantStore 實現）
-executeFetchRequest: error:	執行 Fetch Request 并返回所有匹配的數據對象

> Persistent Store Coordinator - NSPersistentStoreCoordinator
使用 Core Data document 類型的應用程序，通常會從磁盤上的數據文中中讀取或存儲數據，這寫底層的讀寫就由 Persistent Store Coordinator 來處理。一般我們無需與它直接打交道來讀寫文件，Managed Object Context 在背后已經為我們調用 Persistent Store Coordinator 做了這部分工作。

NSPersistentStoreCoordinator 常用方法

-addPersistentStoreForURL:configuration:URL:options:error:	裝載數據存儲，對應的卸載數據存儲的接口為 -removePersistentStore:error:
-migratePersistentStore:toURL:options:withType:error:	遷移數據存儲，效果與 "save as"相似，但是操作成功后， 遷移前的數據存儲不可再使用
-managedObjectIDForURIRepresentation:	返回給定 URL所指示的數據存儲的 object id，如果找不到匹配的數據存儲則返回 nil
-persistentStoreForURL:	返回指定路徑的 Persistent Store
-URLForPersistentStore:	返回指定 Persistent Store 的存儲路徑

> Persistent Document - NSPersistentDocument
NSPersistentDocument 是 NSDocument 的子類。 multi-document Core Data 應用程序使用它來簡化對 Core Data 的操作。通常使用 NSPersistentDocument 的默認實現就足夠了，它從 Info.plist 中讀取 Document types 信息來決定數據的存儲格式（xml,sqlite, binary）。

NSPersistentDocument 常用方法

-managedObjectContext	返回文檔的 Managed Object Context，在多文檔應用程序中，每個文檔都有自己的 Context。
-managedObjectModel	返回文檔的 Managed Object Model

四，Fetch Requests
Fetch Requests 相當于一個查詢語句，你必須指定要查詢的 Entity。我們通過 Fetch Requests 向 Managed Object Context 查詢符合條件的數據對象，以 NSArray 形式返回查詢結果，如果我們沒有設置任何查詢條件，則返回該 Entity 的所有數據對象。我們可以使用謂詞來設置查詢條件，通常會將常用的 Fetch Requests 保存到 dictionary 以重復利用。

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];

在上面代碼中，我們查詢在指定日期之后創建的 post，并將查詢結果按照 title 排序返回。

 

NSFetchRequest 常用方法

-setEntity:	設置你要查詢的數據對象的類型（Entity）
-setPredicate:	設置查詢條件
-setFetchLimit:	設置最大查詢對象數目
-setSortDescriptors:	設置查詢結果的排序方法
-setAffectedStores:	設置可以在哪些數據存儲中查詢

參考資料：
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