CoreData多线程实现初探（附源码）

由于历史的原因，项目中的火车票城市列表一直采用的全量更新，即：如果需要增删改某几个城市，则必须把app本地缓存的城市列表全部删除重新从接口拉取一份最新的数据。现在为了优化用户体验，需要改成增量更新的方式。
一开始并没有考虑到多线程的问题，直接使用了项目中封装好的基于CoreData的DBHelper工具类进行开发。QA期间测试进行几千条城市数据的增删改才发现，中途会有2s～3s的卡顿。于是周末花了半天时间学习了下CoreData的多线程开发。

为什么不用GCD包一层异步去处理这些耗时操作？

_managedObjectContext = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSMainQueueConcurrencyType];

• CoreData不是线程安全的，对于ManagedObject以及ManagedObjectContext的访问，都只能在MOC初始化所指定的线程上进行（NSMainQueueConcurrencyType、NSPrivateQueueConcurrencyType），而不能跨线程。

• 对于CoreData的多线程，苹果有自己的一套解决方案，并不能简单的将MOC从一个线程中传递到另一个线程中使用。

多种方案简介

多线程方案之child/parent context

ChildContext和ParentContext是相互独立的。只有当ChildContext中调用save了以后，才会把这段时间来Context的变化提交到ParentContext中，ChildContext并不会直接提交到NSPersistentStoreCoordinator中, parentContext就相当于它的NSPersistentStoreCoordinator。

注意：子线程的save操作并没有任何关于Disk IO的操作。而后mainContext在UI线程又要执行一次save操作才能真正将数据变动写进数据库中，这里的save操作就与Disk IO有关了，而且又是在主线程，所以说这种设计是最阻碍UI线程的。

方案一.png

多线程方案之Notification

简单来说，就是不同的线程使用不同的context进行操作，当一个线程的context发生变化后，利用notification来通知另一个线程Context，另一个线程调用mergeChangesFromContextDidSaveNotification
来合并变化。

persistentStoreCoordinator<-mainContext, persistentStoreCoordinator<-privateContext

首先在ViewController中要添加一个名为NSManagedObjectContextDidSaveNotification的通知
，然后子线程中创建privateContext，进行数据增删改查操作，直接save到本地数据库，这时在ViewController中会回调之前注册的NSManagedObjectContextDidSaveNotification的回调方法，在该方法中调用mainContext的mergeChangesFromContextDidSaveNotification:notification方法，将所有的数据变动merge到mainContext中，这样就保持了两个Context中的数据同步。由于大部分的操作都是privateContext在子线程中操作的，所以这种设计是UI线程耗时最少的一种设计，但是它的代价是需要多写mergeChanges的方法。（注：前两种parent,child的Context，一旦childContext调用save方法，其parentContext不用任何merge操作，CoreData自动将数据merge到parentContext当中）

多线程方案之改良版child/parent context（本文实现）

理清关系

persistentStoreCoordinator<-backgroundContext<-mainContext<-privateContext

这种设计是第一种的改进设计，也是上述的老外博主推荐的一种设计方式。它总共有三个Context，一是连接persistentStoreCoordinator也是最底层的backgroundContext，二是UI线程的mainContext，三是子线程的privateContext，他们的关系如下：

privateContext.parentContext = mainContext, mainContext.parentContext = backgroundContext。

工作流程

在应用中，如果我们有API操作，首先我们会起一个子线程进行API请求，在得到Response后要进行数据库操作，这是我们要创建一个privateContext进行数据的增删改查，然后call privateContext的save方法进行存储，这里的save操作只是将所有数据变动Push up到它的父Context中也就是mainContext中，然后mainContext继续call save方法，将数据变动Push up到它的父Context中也就是backgroundContext，最后调用backgroundContext的save方法真正将数据变动存储到Disk数据库中，在这个过程中，前两个save操作相对耗时较少，真正耗时的操作是最后backgroundContext的save操作，因为只有它有Disk IO的操作。

干货

三个Context的初始化

appDelegate.m中的实现
-(NSManagedObjectContext *)rootObjectContext {//对应上述backgroundContext
    if (nil != _rootObjectContext) {
        return _rootObjectContext;
    }
    NSPersistentStoreCoordinator *coordinator = [self persistentStoreCoordinator];
    if (coordinator != nil) {
        _rootObjectContext = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSPrivateQueueConcurrencyType];
        [_rootObjectContext setPersistentStoreCoordinator:coordinator];
    }
    return _rootObjectContext;
}

- (NSManagedObjectContext *)managedAsyncObjectContext
{//对应mainContext
    if (_managedAsyncObjectContext != nil) {
        return _managedAsyncObjectContext;
    }
    _managedAsyncObjectContext = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSMainQueueConcurrencyType];
    _managedAsyncObjectContext.parentContext = [self rootObjectContext];
    return _managedAsyncObjectContext;
}

- (NSManagedObjectContext *)privateAsyncObjectContext
{
    if (_privateAsyncObjectContext != nil) {
        return _privateAsyncObjectContext;
    }
    _privateAsyncObjectContext = [[NSManagedObjectContext alloc] initWithConcurrencyType:NSPrivateQueueConcurrencyType];
    [_privateAsyncObjectContext setParentContext:[self managedAsyncObjectContext]];
    return _privateAsyncObjectContext;
}

mainContext的save方法

AppDelegate中saveContext方法，每次privateContext调用save方法成功之后都要call这个方法  
- (void)saveAsyncContextWithWait:(BOOL)needWait
{
    NSManagedObjectContext *managedAsyncObjectContext = [self managedAsyncObjectContext];
    NSManagedObjectContext *rootObjectContext = [self rootObjectContext];
    
    if (nil == managedAsyncObjectContext) {
        return;
    }
    if ([managedAsyncObjectContext hasChanges]) {
        NSLog(@"Main context need to save");
        [managedAsyncObjectContext performBlockAndWait:^{
            NSError *error = nil;
            if (![managedAsyncObjectContext save:&error]) {
                NSLog(@"Save main context failed and error is %@", error);
            }
        }];
    }
    if (nil == rootObjectContext) {
        return;
    }
    if ([rootObjectContext hasChanges]) {
        NSLog(@"Root context need to save");
        if (needWait) {
            [rootObjectContext performBlockAndWait:^{
                NSError *error = nil;
                if (![_rootObjectContext save:&error]) {
                    NSLog(@"Save root context failed and error is %@", error);
                }
            }];
        }
        else {
            [rootObjectContext performBlock:^{
                NSError *error = nil;
                if (![_rootObjectContext save:&error]) {
                    NSLog(@"Save root context failed and error is %@", error);
                }
            }];
        }
    }
}

CoreData多线程工具类DBAsyncHelper

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CoreData/CoreData.h>
@interface DBAsyncHelper : NSObject

typedef void (^ DBCompletionBlock) (BOOL operationSuccess, id responseObject, NSString *errorMessage);

/*********************************************************
 函数名称：startWithTimeConsumingOperation
 函数描述：子线程处理耗时DB操作（使用本类必须调此方法发起DB操作）
 输入参数：operationBlock :数据处理代码块  completionBlock :成功回调（主要用于刷新UI）
 输出参数：无
 返回值：无
 **********************************************************/
+ (void)startWithTimeConsumingOperation:(void(^)())operationBlock completionBlock:(DBCompletionBlock)completionBlock;

/*********************************************************
 函数名称：asyncSearchBy
 函数描述：根据ModelName查询记录
 输入参数：ModelEmptyName :数据库表名
 输出参数：查询结果
 返回值：NSMutableArray
 **********************************************************/
+(NSMutableArray*)asyncSearchBy:(NSString*)ModelEmptyName;

/*********************************************************
 函数名称：asyncSearchWithPredicateByEntity
 函数描述：自定义二级查询
 输入参数：modelEntityName：Entity名  predicate：查询条件(NSPredicate对象)
 输出参数：查询结果
 返回值：NSMutableArray
 **********************************************************/
+(NSMutableArray*)asyncSearchWithPredicateByEntity:(NSString*)modelEntityName withKeys:(NSPredicate*) predicate;

/*********************************************************
 函数名称：asyncInsertWithEntity
 函数描述：根据Model名称获得一个数据库实例对象
 输入参数：ModelEmptyName:数据库表名
 输出参数：数据库实例对象
 返回值：id
 **********************************************************/
+(id)asyncInsertWithEntity:(NSString*)ModelEntityName;

+(void)asyncDeleteWithOutSaveBy:(id)obj;

+(Boolean)Save;

@end

DBAsyncHelper.m具体实现

#import "DBAsyncHelper.h"

#import "AppDelegate.h"
#import "TCFoundation.h"

@implementation DBAsyncHelper

+ (void)startWithTimeConsumingOperation:(void(^)())operationBlock completionBlock:(DBCompletionBlock)completionBlock
{
    NSManagedObjectContext *context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    [context performBlock:^{
        operationBlock();
        NSError * error = nil;
        if ([context save:&error]) {
            [AppDelegateEntity saveAsyncContextWithWait:YES];
            completionBlock(YES,nil,nil);
        } else {
            NSString *sError = [NSString stringWithFormat:@"%@",error.localizedDescription];
            NSDebugLog(@"%@",sError);
            completionBlock(NO,nil,sError);
        }
    }];
}

+(NSMutableArray*)asyncSearchBy:(NSString*)ModelEmptyName
{
    NSManagedObjectContext* context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    NSFetchRequest* request = [[NSFetchRequest alloc] init];
    NSEntityDescription* entityDesc = [NSEntityDescription entityForName:ModelEmptyName inManagedObjectContext:context];
    [request setEntity:entityDesc];
    
    NSError* error;
    NSArray* objects = [[NSArray alloc] initWithArray:[context executeFetchRequest:request error:&error]];
    NSMutableArray* mutableObjects = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:objects];
    return mutableObjects;
}


+(NSMutableArray*)asyncSearchWithPredicateByEntity:(NSString*)modelEntityName withKeys:(NSPredicate*) predicate
{
    NSManagedObjectContext *context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    NSFetchRequest* request = [[NSFetchRequest alloc] init];
    NSEntityDescription* entityDesc = [NSEntityDescription entityForName:modelEntityName inManagedObjectContext:context];
    [request setEntity:entityDesc];
    [request setPredicate:predicate];
    NSError* error;
    NSArray* objects = [[NSArray alloc] initWithArray:[context executeFetchRequest:request error:&error]];
    NSMutableArray *resultObjects = [[NSMutableArray alloc] initWithArray:objects];
    return resultObjects;
}

+(id)asyncInsertWithEntity:(NSString*)ModelEntityName
{
    NSManagedObjectContext *context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    id obj = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:ModelEntityName inManagedObjectContext:context];
    return obj;
}

+(void)asyncDeleteWithOutSaveBy:(id)obj
{
    NSManagedObjectContext *context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    [context deleteObject:obj];
}

+(Boolean)Save
{
    NSManagedObjectContext *context = [AppDelegateEntity privateAsyncObjectContext];
    NSError* error = nil;
    if (![context save:&error])
    {
        return NO;
    }
    return YES;
}

DBAsyncHelper使用示例

//子线程更新站点
- (void)asyncUpdateStationList
{
    [DBAsyncHelper startWithTimeConsumingOperation:^{
     //使用DBAsyncHelper中相关增删方法进行数据库耗时操作
    } completionBlock:^(BOOL operationSuccess, id responseObject, NSString *errorMessage) {
        //handle result
    }];
}

备注

本文重点在于整理出一种可以直接使用的CoreData多线程解决方案，学习过程中参考了以下文章：
iOS CoreData详解（五）多线程
CoreData 多线程下NSManagedObjectContext的使用