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iOS数据持久化设计

iOS数据持久化设计

作者: UILabelkell | 来源:发表于2019-10-08 18:08 被阅读0次

数据持久化的目的

1、快速展示,提升体验

已经加载过的数据,用户下次查看时,不需要再次从网络(磁盘)加载,直接展示给用户

2、节省用户流量(节省服务器资源)

对于较大的资源数据进行缓存,下次展示无需下载消耗流量
同时降低了服务器的访问次数,节约服务器资源。(图片)

3、离线使用。

用户浏览过的数据无需联网,可以再次查看。
部分功能使用解除对网络的依赖。(百度离线地图、图书阅读器)
无网络时,允许用户进行操作,等到下次联网时同步到服务端。

4、记录用户操作

草稿:对于用户需要花费较大成本进行的操作,对用户的每个步骤进行缓存,用户中断操作后,下次用户操作时直接继续上次的操作。
已读内容标记缓存,帮助用户识别哪些已读。
搜索记录缓存

数据持久化方式分类

在移动端的数据持久化方式总体可以分为以下两类:

1、内存缓存

  • 定义
    对于使用频率比较高的数据,从网络或者磁盘加载数据到内存以后,使用后并不马上销毁,下次使用时直接从内存加载。
  • 案例
    iOS系统图片加载——[UIImage imageNamed:@"imageName"]
    网络图片加载三方库:SDWebImage

2、磁盘缓存

  • 定义
    将从网络加载的、用户操作产生的数据写入到磁盘,用户下次查看、继续操作时,直接从磁盘加载使用。
  • 案例
    用户输入内容草稿缓存(如:评论、文本编辑)
    网络图片加载三方库:SDWebImage
    搜索历史缓存

5、缓存策略(常见缓存算法)

在缓存设计中,由于硬件设备的存储空间不是无限的,我们期望存储空间不要占用过多,仅能缓存有限的数据,但是我们希望获得更高的命中率。想达到这一目的。通常需要借助缓存算法来实现。

1、FIFO(First in First out)

实现原理:

FIFO 先进先出的核心思想如果一个数据最先进入缓存中,则应该最早淘汰掉。类似实现一个按照时间先后顺序的队列来管理缓存,将淘汰最早访问的数据缓存。

问题:
没有考虑时间最近和访问频率对缓存命中率的影响。对于用户较高概率访问最近访问数据的情况,命中率会比较低。

2、LFU(Least Frequently Used)

实现原理:

LFU 最近最少使用算法是基于“如果一个数据在最近一段时间内使用次数很少,那么在将来一段时间内被使用的可能性也很小”的思路。记录用户对数据的访问次数,将访问次数多的数据降序排列在一个容器中,淘汰访问次数最少的数据。

问题:
LFU仅维护各项的被访问频率信息,对于某缓存项,如果该项在过去有着极高的访问频率而最近访问频率较低,当缓存空间已满时该项很难被从缓存中替换出来,进而导致命中率下降。

3、 LRU (LeastRecentlyUsed)
4、 LRU-K (LeastRecentlyUsed)
5、2Q(Two queues)
6、MQ(Multi Queue)

iOS端可供选择的数据持久化方案

  1. 内存缓存
    实现内存缓存的技术手段包括苹果官方提供的NSURLCache,NSCache,还有性能和API上比较有优势的开源缓存库YYCache、PINCache等

  2. 磁盘缓存

  • NSUserDefault

    适合小规模数据,弱业务相关数据的缓存。

  • keychain

    Keychain是苹果提供的带有可逆加密的存储机制,普遍用在各种存用户名、密码的需求上。另外,Keychain是系统级存储,还可以被iCloud同步,即使App被删除,Keychain数据依然保留,用户下次安装App,可以直接读取,通常会用来存储用户唯一标识串。所以需要加密、同步iCloud的敏感小数据,一般使用Keychain存取。

  • 文件存储

    • Plist:一般结构化的数据可以Plist的方式去持久化
    • archive:Archive方式可以存取遵循协议的数据,比较方便的是存取使用的都是对象,不过中间的序列化和反序列化需要花费一定的性能,可以在想要使用对象直接进行磁盘存取时使用。
    • Stream:指文件存储,一般用来存图片、视频文件等数据
  • 数据库存储

    数据库适合存取一些关系型的数据;可以在有大量的条件查询排序类需求时使用。

    • Core Data:苹果官方封装的ORM(Object Relational Mapping)
    • FMDB:github最受欢迎的iOS sqlite 封装开源库之一
    • WCDB:微信团队在自己使用的sqlite封装基础上的开源实现,具有ORM(Object Relational Mapping)的特性,支持iOS、Android。
    • Realm:由Y Combinator孵化的创业团队开源出来的一款跨平台(iOS、Android)移动数据库。

根据需求选择:
简单数据存储直接写文件、key-value存取即可。
需要按照一些条件查找、排序等需求的,可以使用sqlite等关系型存储方式。
敏感性高的数据,加密存储。
不希望App删除后清除的小容量数据(用户名、密码、token)存keychain。

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