Realm數(shù)據(jù)庫的掌握

跨平臺:現(xiàn)在很多應(yīng)用都是要兼顧iOS和Android兩個平臺同時開發(fā)。如果兩個平臺都能使用相同的數(shù)據(jù)庫,那就不用考慮內(nèi)部數(shù)據(jù)的架構(gòu)不同,使用Realm提供的API,可以使數(shù)據(jù)持久化層在兩個平臺上無差異化的轉(zhuǎn)換。

簡單易用:Core Data 和 SQLite 冗余、繁雜的知識和代碼足以嚇退絕大多數(shù)剛?cè)腴T的開發(fā)者,而換用 Realm,則可以極大地減少學(xué)習(xí)成本,立即學(xué)會本地化存儲的方法。毫不吹噓的說,把官方最新文檔完整看一遍,就完全可以上手開發(fā)了。

可視化:Realm 還提供了一個輕量級的數(shù)據(jù)庫查看工具,在Mac Appstore 可以下載“Realm Browser”這個工具,開發(fā)者可以查看數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的內(nèi)容,執(zhí)行簡單的插入和刪除數(shù)據(jù)的操作。畢竟,很多時候,開發(fā)者使用數(shù)據(jù)庫的理由是因為要提供一些所謂的“知識庫”。


“Realm Browser”這個工具調(diào)試起Realm數(shù)據(jù)庫實在太好用了,強烈推薦。
如果使用模擬器進行調(diào)試,可以通過
[RLMRealmConfiguration defaultConfiguration].fileURL

打印出Realm 數(shù)據(jù)庫地址,然后在Finder中??G跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)路徑下,用Realm Browser打開對應(yīng)的.realm文件就可以看到數(shù)據(jù)啦.
如果是使用真機調(diào)試的話“Xcode->Window->Devices(??2)”,然后找到對應(yīng)的設(shè)備與項目,點擊Download Container,導(dǎo)出xcappdata文件后,顯示包內(nèi)容,進到AppData->Documents,使用Realm Browser打開.realm文件即可.
自2012年起, Realm 就已經(jīng)開始被用于正式的商業(yè)產(chǎn)品中了。經(jīng)過4年的使用,逐步趨于穩(wěn)定。

一. Realm 安裝
使用 Realm 構(gòu)建應(yīng)用的基本要求:
iOS 7 及其以上版本, macOS 10.9 及其以上版本,此外 Realm 支持 tvOS 和 watchOS 的所有版本。
需要使用 Xcode 7.3 或者以后的版本。

注意 這里如果是純的OC項目,就安裝OC的Realm,如果是純的Swift項目,就安裝Swift的Realm。如果是混編項目,就需要安裝OC的Realm,然后要把 Swift/RLMSupport.swift 文件一同編譯進去。
RLMSupport.swift這個文件為 Objective-C 版本的 Realm 集合類型中引入了 Sequence 一致性,并且重新暴露了一些不能夠從 Swift 中進行原生訪問的 Objective-C 方法,例如可變參數(shù) (variadic arguments)。更加詳細(xì)的說明見官方文檔。
安裝方法就4種:
一. Dynamic Framework
注意:動態(tài)框架與 iOS 7 不兼容,要支持 iOS 7 的話請查看“靜態(tài)框架”。
下載最新的Realm發(fā)行版本,并解壓;
前往Xcode 工程的”General”設(shè)置項中,從ios/dynamic/、osx/、tvos/或者watchos/中將’Realm.framework’拖曳到”Embedded Binaries”選項中。確認(rèn)Copy items if needed被選中后,點擊Finish按鈕;
在單元測試 Target 的”Build Settings”中,在”Framework Search Paths”中添加Realm.framework的上級目錄;
如果希望使用 Swift 加載 Realm,請拖動Swift/RLMSupport.swift文件到 Xcode 工程的文件導(dǎo)航欄中并選中Copy items if needed
如果在 iOS、watchOS 或者 tvOS 項目中使用 Realm,請在您應(yīng)用目標(biāo)的”Build Phases”中,創(chuàng)建一個新的”Run Script Phase”,并將

bash "${BUILT_PRODUCTS_DIR}/${FRAMEWORKS_FOLDER_PATH}/Realm.framework/strip-frameworks.sh"

這條腳本復(fù)制到文本框中。 因為要繞過APP商店提交的bug,這一步在打包通用設(shè)備的二進制發(fā)布版本時是必須的。
二.CocoaPods


在項目的Podfile中,添加pod 'Realm',在終端運行pod install。
三.Carthage
1.在Carthage 中添加github "realm/realm-cocoa",運行carthage update。為了修改用以構(gòu)建項目的 Swift toolchain,通過--toolchain參數(shù)來指定合適的 toolchain。--no-use-binaries參數(shù)也是必需的,這可以避免 Carthage 將預(yù)構(gòu)建的 Swift 3.0 二進制包下載下來。 例如:
carthage update --toolchain com.apple.dt.toolchain.Swift_2_3 --no-use-binaries

2.從 Carthage/Build/目錄下對應(yīng)平臺文件夾中,將 Realm.framework拖曳到您 Xcode 工程”General”設(shè)置項的”Linked Frameworks and Libraries”選項卡中;
3.iOS/tvOS/watchOS: 在您應(yīng)用目標(biāo)的“Build Phases”設(shè)置選項卡中,點擊“+”按鈕并選擇“New Run Script Phase”。在新建的Run Script中,填寫:
/usr/local/bin/carthage copy-frameworks

在“Input Files”內(nèi)添加您想要使用的框架路徑,例如:
$(SRCROOT)/Carthage/Build/iOS/Realm.framework

因為要繞過APP商店提交的bug,這一步在打包通用設(shè)備的二進制發(fā)布版本時是必須的。
四.Static Framework (iOS only)
下載 Realm 的最新版本并解壓,將 Realm.framework 從 ios/static/文件夾拖曳到您 Xcode 項目中的文件導(dǎo)航器當(dāng)中。確保 Copy items if needed 選中然后單擊 Finish;
在 Xcode 文件導(dǎo)航器中選擇您的項目,然后選擇您的應(yīng)用目標(biāo),進入到** Build Phases** 選項卡中。在 Link Binary with Libraries 中單擊 + 號然后添加libc++.dylib

二. Realm 中的相關(guān)術(shù)語
為了能更好的理解Realm的使用,先介紹一下涉及到的相關(guān)術(shù)語。
RLMRealm:Realm是框架的核心所在,是我們構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的訪問點,就如同Core Data的管理對象上下文(managed object context)一樣。出于簡單起見,realm提供了一個默認(rèn)的defaultRealm( )的便利構(gòu)造器方法。
RLMObject:這是我們自定義的Realm數(shù)據(jù)模型。創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型的行為對應(yīng)的就是數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)。要創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)模型,我們只需要繼承RLMObject,然后設(shè)計我們想要存儲的屬性即可。
關(guān)系(Relationships):通過簡單地在數(shù)據(jù)模型中聲明一個RLMObject類型的屬性,我們就可以創(chuàng)建一個“一對多”的對象關(guān)系。同樣地,我們還可以創(chuàng)建“多對一”和“多對多”的關(guān)系。
寫操作事務(wù)(Write Transactions):數(shù)據(jù)庫中的所有操作,比如創(chuàng)建、編輯,或者刪除對象,都必須在事務(wù)中完成?!笆聞?wù)”是指位于write閉包內(nèi)的代碼段。
查詢(Queries):要在數(shù)據(jù)庫中檢索信息,我們需要用到“檢索”操作。檢索最簡單的形式是對Realm( )數(shù)據(jù)庫發(fā)送查詢消息。如果需要檢索更復(fù)雜的數(shù)據(jù),那么還可以使用斷言(predicates)、復(fù)合查詢以及結(jié)果排序等等操作。
RLMResults:這個類是執(zhí)行任何查詢請求后所返回的類,其中包含了一系列的RLMObject對象。RLMResults和NSArray類似,我們可以用下標(biāo)語法來對其進行訪問,并且還可以決定它們之間的關(guān)系。不僅如此,它還擁有許多更強大的功能,包括排序、查找等等操作。
三.Realm 入門——如何使用
由于Realm的API極為友好,一看就懂,所以這里就按照平時開發(fā)的順序,把需要用到的都梳理一遍。

  1. 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

    - (void)creatDataBaseWithName:(NSString *)databaseName{ NSArray *docPath = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES); 
    NSString *path = [docPath objectAtIndex:0]; 
    NSString *filePath = [path stringByAppendingPathComponent:databaseName];
    NSLog(@"數(shù)據(jù)庫目錄 = %@",filePath); 
    RLMRealmConfiguration *config = [RLMRealmConfiguration defaultConfiguration]; 
    
    config.fileURL = [NSURL URLWithString:filePath];   
    config.objectClasses = @[MyClass.class, MyOtherClass.class]; 
    config.readOnly = NO; 
    int currentVersion = 1.0;
    config.schemaVersion = currentVersion; 
    config.migrationBlock = ^(RLMMigration *migration , uint64_t oldSchemaVersion) { // 這里是設(shè)置數(shù)據(jù)遷移的block if (oldSchemaVersion < currentVersion) { } }; [RLMRealmConfiguration setDefaultConfiguration:config];}
    

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫主要設(shè)置RLMRealmConfiguration,設(shè)置數(shù)據(jù)庫名字和存儲地方。把路徑以及數(shù)據(jù)庫名字拼接好字符串,賦值給fileURL即可。
objectClasses這個屬性是用來控制對哪個類能夠存儲在指定 Realm 數(shù)據(jù)庫中做出限制。例如,如果有兩個團隊分別負(fù)責(zé)開發(fā)您應(yīng)用中的不同部分,并且同時在應(yīng)用內(nèi)部使用了 Realm 數(shù)據(jù)庫,那么您肯定不希望為它們協(xié)調(diào)進行數(shù)據(jù)遷移您可以通過設(shè)置RLMRealmConfiguration的 objectClasses屬性來對類做出限制。objectClasses一般可以不用設(shè)置。
readOnly是控制是否只讀屬性。
還有一個很特殊的數(shù)據(jù)庫,內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。
通常情況下,Realm 數(shù)據(jù)庫是存儲在硬盤中的,但是您能夠通過設(shè)置inMemoryIdentifier而不是設(shè)置RLMRealmConfiguration中的 fileURL屬性,以創(chuàng)建一個完全在內(nèi)存中運行的數(shù)據(jù)庫。

  RLMRealmConfiguration *config = [RLMRealmConfiguration defaultConfiguration];
  config.inMemoryIdentifier = @"MyInMemoryRealm";
  RLMRealm *realm = [RLMRealm realmWithConfiguration:config error:nil];

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫在每次程序運行期間都不會保存數(shù)據(jù)。但是,這不會妨礙到 Realm 的其他功能,包括查詢、關(guān)系以及線程安全。
如果需要一種靈活的數(shù)據(jù)讀寫但又不想儲存數(shù)據(jù)的方式的話,那么可以選擇用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫。(關(guān)于內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的性能 和 類屬性的 性能,還沒有測試過,感覺性能不會有太大的差異,所以內(nèi)存數(shù)據(jù)庫使用場景感覺不多)
使用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫需要注意的是:
內(nèi)存數(shù)據(jù)庫會在臨時文件夾中創(chuàng)建多個文件,用來協(xié)調(diào)處理諸如跨進程通知之類的事務(wù)。 實際上沒有任何的數(shù)據(jù)會被寫入到這些文件當(dāng)中,除非操作系統(tǒng)由于內(nèi)存過滿, 需要清除磁盤上的多余空間。 才會去把內(nèi)存里面的數(shù)據(jù)存入到文件中。(感謝 @酷酷的哀殿 指出)

如果某個內(nèi)存 Realm 數(shù)據(jù)庫實例沒有被引用,那么所有的數(shù)據(jù)就會被釋放。所以必須要在應(yīng)用的生命周期內(nèi)保持對Realm內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的強引用,以避免數(shù)據(jù)丟失。

  1. 建表
    Realm數(shù)據(jù)模型是基于標(biāo)準(zhǔn) Objective?C 類來進行定義的,使用屬性來完成模型的具體定義。
    我們只需要繼承 RLMObject或者一個已經(jīng)存在的模型類,您就可以創(chuàng)建一個新的 Realm 數(shù)據(jù)模型對象。對應(yīng)在數(shù)據(jù)庫里面就是一張表。

    #import <Realm/Realm.h>
    @interface RLMUser : RLMObject
    @property NSString *accid;
    //用戶注冊id
    @property NSInteger custId;
    //姓名
    @property NSString *custName;
    //頭像大圖url
    @property NSString *avatarBig;
    @property RLMArray<Car> *cars;
    RLM_ARRAY_TYPE(RLMUser) 
    // 定義RLMArray<RLMUser>
    @interface Car : RLMObject
    @property NSString *carName;
    @property RLMUser *owner;@endRLM_ARRAY_TYPE(Car)
     // 定義RLMArray<Car>
    @end 
    

注意RLMObject 官方建議不要加上 Objective-C的property attributes(如nonatomic, atomic, strong, copy, weak 等等)假如設(shè)置了,這些attributes會一直生效直到RLMObject被寫入realm數(shù)據(jù)庫。
RLM_ARRAY_TYPE宏創(chuàng)建了一個協(xié)議,從而允許 RLMArray<Car>語法的使用。如果該宏沒有放置在模型接口的底部的話,您或許需要提前聲明該模型類。

關(guān)于RLMObject的的關(guān)系
1.對一(To-One)關(guān)系
對于多對一(many-to-one)或者一對一(one-to-one)關(guān)系來說,只需要聲明一個RLMObject子類類型的屬性即可,如上面代碼例子,@property RLMUser *owner;
2.對多(To-Many)關(guān)系通過 RLMArray類型的屬性您可以定義一個對多關(guān)系。如上面代碼例子,@property RLMArray<Car> *cars;
3.反向關(guān)系(Inverse Relationship)
鏈接是單向性的。因此,如果對多關(guān)系屬性 RLMUser.cars鏈接了一個 Car實例,而這個實例的對一關(guān)系屬性 Car.owner又鏈接到了對應(yīng)的這個 RLMUser實例,那么實際上這些鏈接仍然是互相獨立的。

   @interface Car : RLMObject
   @property NSString *carName;
   @property (readonly) RLMLinkingObjects *owners;
   @end
   @implementation Car
   + (NSDictionary *)linkingObjectsProperties {
    return
  @{ 
   @"owners": [RLMPropertyDescriptor  descriptorWithClass:RLMUser.class propertyName:@"cars"];
   };
  }
 @end

這里可以類比Core Data里面xcdatamodel文件里面那些“箭頭”


   @implementation Book
   // 主鍵
   + (NSString *)primaryKey { return @"ID";}
   //設(shè)置屬性默認(rèn)值
  + (NSDictionary *)defaultPropertyValues{ return @{@"carName":@"測試" };}
   //設(shè)置忽略屬性,即不存到realm數(shù)據(jù)庫中
   + (NSArray<NSString *> *)ignoredProperties { return @[@"ID"];}
   //一般來說,屬性為nil的話realm會拋出異常,但是如果實現(xiàn)了這個方法的話,就只有name為nil會拋出異常,也就是說現(xiàn)在cover屬性可以為空了
   + (NSArray *)requiredProperties { return @[@"name"];}
   //設(shè)置索引,可以加快檢索的速度
   + (NSArray *)indexedProperties { return @[@"ID"];
    }
   @end

還可以給RLMObject設(shè)置主鍵primaryKey,默認(rèn)值defaultPropertyValues,忽略的屬性ignoredProperties,必要屬性requiredProperties,索引indexedProperties。比較有用的是主鍵和索引。
3.存儲數(shù)據(jù)
新建對象

   // (1) 創(chuàng)建一個Car對象,然后設(shè)置其屬性
   Car *car = [[Car alloc] init];
   car.carName = @"Lamborghini";
   // (2) 通過字典創(chuàng)建Car對象
   Car *myOtherCar = [[Car alloc] initWithValue:@{@"name" : @"Rolls-Royce"}];
    // (3) 通過數(shù)組創(chuàng)建狗狗對象
   Car *myThirdcar = [[Car alloc] initWithValue:@[@"BMW"]];`

注意,所有的必需屬性都必須在對象添加到 Realm 前被賦值
4.增

   [realm beginWriteTransaction];
   [realm addObject:Car];
   [realm commitWriteTransaction];

請注意,如果在進程中存在多個寫入操作的話,那么單個寫入操作將會阻塞其余的寫入操作,并且還會鎖定該操作所在的當(dāng)前線程。
Realm這個特性與其他持久化解決方案類似,我們建議您使用該方案常規(guī)的最佳做法:將寫入操作轉(zhuǎn)移到一個獨立的線程中執(zhí)行。
官方給出了一個建議:
由于 Realm 采用了 MVCC 設(shè)計架構(gòu),讀取操作并不會因為寫入事務(wù)正在進行而受到影響。除非您需要立即使用多個線程來同時執(zhí)行寫入操作,不然您應(yīng)當(dāng)采用批量化的寫入事務(wù),而不是采用多次少量的寫入事務(wù)。

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 
RLMRealm *realm = [RLMRealm defaultRealm];
[realm transactionWithBlock:^{ 
[realm addObject: Car];
}]; 
});`

上面的代碼就是把寫事務(wù)放到子線程中去處理。
5.刪



[realm beginWriteTransaction];// 刪除單條記錄
[realm deleteObject:Car];// 刪除多條記錄
[realm deleteObjects:CarResult];// 刪除所有記錄
[realm deleteAllObjects];
[realm commitWriteTransaction];

6.改



當(dāng)沒有主鍵的情況下,需要先查詢,再修改數(shù)據(jù)。當(dāng)有主鍵的情況下,有以下幾個非常好用的API

[realm addOrUpdateObject:Car];
[Car createOrUpdateInRealm:realm withValue:@{@"id": @1, @"price": @9000.0f}];

addOrUpdateObject會去先查找有沒有傳入的Car相同的主鍵,如果有,就更新該條數(shù)據(jù)。這里需要注意,addOrUpdateObject這個方法不是增量更新,所有的值都必須有,如果有哪幾個值是null,那么就會覆蓋原來已經(jīng)有的值,這樣就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。
createOrUpdateInRealm:withValue:這個方法是增量更新的,后面?zhèn)饕粋€字典,使用這個方法的前提是有主鍵。方法會先去主鍵里面找有沒有字典里面?zhèn)魅氲闹麈I的記錄,如果有,就只更新字典里面的子集。如果沒有,就新建一條記錄。
7.查


在Realm中所有的查詢(包括查詢和屬性訪問)在 Realm 中都是延遲加載的,只有當(dāng)屬性被訪問時,才能夠讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
查詢結(jié)果并不是數(shù)據(jù)的拷貝:修改查詢結(jié)果(在寫入事務(wù)中)會直接修改硬盤上的數(shù)據(jù)。同樣地,您可以直接通過包含在RLMResults中的RLMObject對象完成遍歷關(guān)系圖的操作。除非查詢結(jié)果被使用,否則檢索的執(zhí)行將會被推遲。這意味著鏈接幾個不同的臨時 {RLMResults} 來進行排序和匹配數(shù)據(jù),不會執(zhí)行額外的工作,例如處理中間狀態(tài)。一旦檢索執(zhí)行之后,或者通知模塊被添加之后, RLMResults將隨時保持更新,接收 Realm 中,在后臺線程上執(zhí)行的檢索操作中可能所做的更改。

//從默認(rèn)數(shù)據(jù)庫查詢所有的車
RLMResults<Car *> *cars = [Car allObjects];
// 使用斷言字符串查詢
RLMResults<Dog *> *tanDogs = [Dog objectsWhere:@"color = '棕黃色' AND name BEGINSWITH '大'"];
// 使用 NSPredicate 查詢
NSPredicate *pred = [NSPredicate predicateWithFormat:@"color = %@ AND name BEGINSWITH %@", @"棕黃色", @"大"];
RLMResults *results = [Dog objectsWithPredicate:pred];
// 排序名字以“大”開頭的棕黃色狗狗
RLMResults<Dog *> *sortedDogs = [[Dog objectsWhere:@"color = '棕黃色' AND name BEGINSWITH '大'"] sortedResultsUsingProperty:@"name" ascending:YES];

Realm還能支持鏈?zhǔn)讲樵?br> Realm 查詢引擎一個特性就是它能夠通過非常小的事務(wù)開銷來執(zhí)行鏈?zhǔn)讲樵?chain queries),而不需要像傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫那樣為每個成功的查詢創(chuàng)建一個不同的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器訪問。

RLMResults<Car *> *Cars = [Car objectsWhere:@"color = blue"];
RLMResults<Car *> *CarsWithBNames = [Cars objectsWhere:@"name BEGINSWITH 'B'"];`

8.其他相關(guān)特性
1.支持KVC和KVO
RLMObject、RLMResult以及 RLMArray都遵守鍵值編碼(Key-Value Coding)(KVC)機制。當(dāng)您在運行時才能決定哪個屬性需要更新的時候,這個方法是最有用的。將 KVC 應(yīng)用在集合當(dāng)中是大量更新對象的極佳方式,這樣就可以不用經(jīng)常遍歷集合,為每個項目創(chuàng)建一個訪問器了。

RLMResults<Person *> *persons = [Person allObjects]; 
[[RLMRealm defaultRealm] transactionWithBlock:^{ 
[[persons firstObject] setValue:@YES forKeyPath:@"isFirst"];
// 將每個人的 planet 屬性設(shè)置為“地球” 
[persons setValue:@"地球" forKeyPath:@"planet"];}];

Realm 對象的大多數(shù)屬性都遵從 KVO 機制。所有 RLMObject子類的持久化(persisted)存儲(未被忽略)的屬性都是遵循 KVO 機制的,并且 RLMObject以及 RLMArray中 無效的(invalidated)屬性也同樣遵循(然而 RLMLinkingObjects屬性并不能使用 KVO 進行觀察)。
2.支持?jǐn)?shù)據(jù)庫加密

// 產(chǎn)生隨機密鑰
NSMutableData *key = [NSMutableData dataWithLength:64];
SecRandomCopyBytes(kSecRandomDefault, key.length, (uint8_t *)key.mutableBytes);
// 打開加密文件
RLMRealmConfiguration *config = [RLMRealmConfiguration defaultConfiguration];
config.encryptionKey = key;
NSError *error = nil;
RLMRealm *realm = [RLMRealm realmWithConfiguration:config error:&error];
if (!realm) {
 // 如果密鑰錯誤,`error` 會提示數(shù)據(jù)庫不可訪問     
NSLog(@"Error opening realm: %@", error);}

Realm 支持在創(chuàng)建 Realm 數(shù)據(jù)庫時采用64位的密鑰對數(shù)據(jù)庫文件進行 AES-256+SHA2 加密。這樣硬盤上的數(shù)據(jù)都能都采用AES-256來進行加密和解密,并用 SHA-2 HMAC 來進行驗證。每次您要獲取一個 Realm 實例時,您都需要提供一次相同的密鑰。
不過,加密過的 Realm 只會帶來很少的額外資源占用(通常最多只會比平常慢10%)。
3.通知

// 獲取 Realm 通知
token = [realm addNotificationBlock:^(NSString *notification,RLMRealm * realm) { [myViewController updateUI];}];
[token stop];
// 移除通知
[realm removeNotification:self.token];

Realm 實例將會在每次寫入事務(wù)提交后,給其他線程上的 Realm 實例發(fā)送通知。一般控制器如果想一直持有這個通知,就需要申請一個屬性,strong持有這個通知。

- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; 
// 觀察 RLMResults 通知
 __weak typeof(self) weakSelf = self; 
self.notificationToken = [[Person objectsWhere:@"age > 5"] 
addNotificationBlock:^(RLMResults<Person *> *results, RLMCollectionChange *change, NSError *error) {
 if (error) {
 NSLog(@"Failed to open Realm on background worker: %@", error); return; } 
UITableView *tableView = weakSelf.tableView; 
// 對于變化信息來說,檢索的初次運行將會傳遞 nil
 if (!changes) {
 [tableView reloadData]; 
 return; 
}
 // 檢索結(jié)果被改變,因此將它們應(yīng)用到 UITableView 當(dāng)中
[tableView beginUpdates]; 
[tableView deleteRowsAtIndexPaths:[changes deletionsInSection:0]  
withRowAnimation:UITableViewRowAnimationAutomatic]; 

[tableView insertRowsAtIndexPaths:[changes insertionsInSection:0] 
withRowAnimation:UITableViewRowAnimationAutomatic]; 
[tableView reloadRowsAtIndexPaths:[changes modificationsInSection:0] 
withRowAnimation:UITableViewRowAnimationAutomatic]; 
[tableView endUpdates];
 }];
}

我們還能進行更加細(xì)粒度的通知,用集合通知就可以做到。
集合通知是異步觸發(fā)的,首先它會在初始結(jié)果出現(xiàn)的時候觸發(fā),隨后當(dāng)某個寫入事務(wù)改變了集合中的所有或者某個對象的時候,通知都會再次觸發(fā)。這些變化可以通過傳遞到通知閉包當(dāng)?shù)?RLMCollectionChange參數(shù)訪問到。這個對象當(dāng)中包含了受 deletions、insertions和 modifications 狀態(tài)所影響的索引信息。
集合通知對于 RLMResults、RLMArray、RLMLinkingObjects 以及 RLMResults 這些衍生出來的集合來說,當(dāng)關(guān)系中的對象被添加或者刪除的時候,一樣也會觸發(fā)這個狀態(tài)變化。
4.數(shù)據(jù)庫遷移
這是Realm的優(yōu)點之一,方便遷移。
對比Core Data的數(shù)據(jù)遷移,實在是方便太多了。關(guān)于iOS Core Data 數(shù)據(jù)遷移 指南請看這篇文章。
數(shù)據(jù)庫存儲方面的增刪改查應(yīng)該都沒有什么大問題,比較蛋疼的應(yīng)該就是數(shù)據(jù)遷移了。在版本迭代過程中,很可能會發(fā)生表的新增,刪除,或者表結(jié)構(gòu)的變化,如果新版本中不做數(shù)據(jù)遷移,用戶升級到新版,很可能就直接crash了。對比Core Data的數(shù)據(jù)遷移比較復(fù)雜,Realm的遷移實在太簡單了。
1.新增刪除表,Realm不需要做遷移2.新增刪除字段,Realm不需要做遷移。Realm 會自行檢測新增和需要移除的屬性,然后自動更新硬盤上的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)。
舉個官方給的數(shù)據(jù)遷移的例子:

RLMRealmConfiguration *config = [RLMRealmConfiguration defaultConfiguration];
config.schemaVersion = 2;
config.migrationBlock = ^(RLMMigration *migration, uint64_t oldSchemaVersion){
 // enumerateObjects:block: 遍歷了存儲在 Realm 文件中的每一個“Person”對象 
[migration enumerateObjects:Person.className block:^(RLMObject *oldObject, RLMObject *newObject) { 
// 只有當(dāng) Realm 數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)版本為 0 的時候,才添加 “fullName” 屬性
 if (oldSchemaVersion < 1) { 
newObject[@"fullName"] = [NSString stringWithFormat:
@"%@ %@", oldObject[@"firstName"], oldObject[@"lastName"]];
 } 
// 只有當(dāng) Realm 數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)版本為 0 或者 1 的時候,才添加“email”屬性
 if (oldSchemaVersion < 2) { 
newObject[@"email"] = @"";
 }
 // 替換屬性名 
if (oldSchemaVersion < 3) { 
// 重命名操作應(yīng)該在調(diào)用 `enumerateObjects:` 之外完成 
[migration renamePropertyForClass:Person.className oldName:@"yearsSinceBirth" newName:@"age"];
 } }];
};
[RLMRealmConfiguration setDefaultConfiguration:config];
// 現(xiàn)在我們已經(jīng)成功更新了架構(gòu)版本并且提供了遷移閉包,打開舊有的 Realm 數(shù)據(jù)庫會自動執(zhí)行此數(shù)據(jù)遷移,然后成功進行訪問
[RLMRealm defaultRealm];

在block里面分別有3種遷移方式,第一種是合并字段的例子,第二種是增加新字段的例子,第三種是原字段重命名的例子。
四. Realm 使用中可能需要注意的一些問題



在我從0開始接觸Realm到熟練上手,基本就遇到了多線程這一個坑??梢奟ealm的API文檔是多么的友好。雖然坑不多,但是還有有些需要注意的地方。

1.跨線程訪問數(shù)據(jù)庫,Realm對象一定需要新建一個
*** Terminating app due to uncaught exception 'RLMException', reason: 'Realm accessed from incorrect thread.`
******* First throw call stack:
****(**** 0 CoreFoundation 0x000000011479f34b __exceptionPreprocess + 171
**** 1 libobjc.A.dylib 0x00000001164a321e objc_exception_throw + 48
**** 2 BHFangChuang 0x000000010dd4c2b5 -[RLMRealm beginWriteTransaction] + 77
**** 3 BHFangChuang 0x000000010dd4c377 -[RLMRealm transactionWithBlock:error:] + 45
**** 4 BHFangChuang 0x000000010dd4c348 -[RLMRealm transactionWithBlock:] + 19
**** 5 BHFangChuang 0x000000010d51d7ae __71-[RealmDataBaseHelper updateUserWithLoginDate:andLogoutDate:according:]_block_invoke + 190
**** 6 libdispatch.dylib 0x00000001180ef980 _dispatch_call_block_and_release + 12
**** 7 libdispatch.dylib 0x00000001181190cd _dispatch_client_callout + 8
**** 8 libdispatch.dylib 0x00000001180f8366 _dispatch_queue_override_invoke + 1426
**** 9 libdispatch.dylib 0x00000001180fa3b7 _dispatch_root_queue_drain + 720
**** 10 libdispatch.dylib 0x00000001180fa08b _dispatch_worker_thread3 + 123
**** 11 libsystem_pthread.dylib 0x00000001184c8746 _pthread_wqthread + 1299
**** 12 libsystem_pthread.dylib 0x00000001184c8221 start_wqthread +
13****)****libc++abi.dylib: terminating with uncaught exception of type NSException**

如果程序崩潰了,出現(xiàn)以上錯誤,那就是因為你訪問Realm數(shù)據(jù)的時候,使用的Realm對象所在的線程和當(dāng)前線程不一致。
解決辦法就是在當(dāng)前線程重新獲取最新的Realm,即可。

  1. 自己封裝一個Realm全局實例單例是沒啥作用的
    這個也是我之前對Realm多線程理解不清,導(dǎo)致的一個誤解。
    很多開發(fā)者應(yīng)該都會對Core Data和Sqlite3或者FMDB,自己封裝一個類似Helper的單例。于是我也在這里封裝了一個單例,在新建完Realm數(shù)據(jù)庫的時候strong持有一個Realm的對象。然后之后的訪問中只需要讀取這個單例持有的Realm對象就可以拿到數(shù)據(jù)庫了。
    想法是好的,但是同一個Realm對象是不支持跨線程操作realm數(shù)據(jù)庫的。
    Realm 通過確保每個線程始終擁有 Realm 的一個快照,以便讓并發(fā)運行變得十分輕松。你可以同時有任意數(shù)目的線程訪問同一個 Realm 文件,并且由于每個線程都有對應(yīng)的快照,因此線程之間絕不會產(chǎn)生影響。需要注意的一件事情就是不能讓多個線程都持有同一個 Realm 對象的 實例 。如果多個線程需要訪問同一個對象,那么它們分別會獲取自己所需要的實例(否則在一個線程上發(fā)生的更改就會造成其他線程得到不完整或者不一致的數(shù)據(jù))。
    其實RLMRealm *realm = [RLMRealm defaultRealm]; 這句話就是獲取了當(dāng)前realm對象的一個實例,其實實現(xiàn)就是拿到單例。所以我們每次在子線程里面不要再去讀取我們自己封裝持有的realm實例了,直接調(diào)用系統(tǒng)的這個方法即可,能保證訪問不出錯。
    3.transactionWithBlock 已經(jīng)處于一個寫的事務(wù)中,事務(wù)之間不能嵌套

    [realm transactionWithBlock:^{ [self.realm beginWriteTransaction];
    [self convertToRLMUserWith:bhUser To:[self convertToRLMUserWith:bhUser To:nil]];
    [self.realm commitWriteTransaction];
    }];
    

transactionWithBlock 已經(jīng)處于一個寫的事務(wù)中,如果還在block里面再寫一個commitWriteTransaction,就會出錯,寫事務(wù)是不能嵌套的。
出錯信息如下:

*** Terminating app due to uncaught exception 'RLMException', reason: 'The Realm is already in a write transaction'
******* First throw call stack:****(**** 0 CoreFoundation 0x0000000112e2d34b __exceptionPreprocess + 171
**** 1 libobjc.A.dylib 0x0000000114b3121e objc_exception_throw + 48
**** 2 BHFangChuang 0x000000010c4702b5 -[RLMRealm beginWriteTransaction] + 77
**** 3 BHFangChuang 0x000000010bc4175a __71-[RealmDataBaseHelper updateUserWithLoginDate:andLogoutDate:according:]_block_invoke_2 + 42
**** 4 BHFangChuang 0x000000010c470380 -[RLMRealm transactionWithBlock:error:] + 54
**** 5 BHFangChuang 0x000000010c470348 -[RLMRealm transactionWithBlock:] + 19
**** 6 BHFangChuang 0x000000010bc416d7 __71-[RealmDataBaseHelper updateUserWithLoginDate:andLogoutDate:according:]_block_invoke + 231
**** 7 libdispatch.dylib 0x0000000116819980 _dispatch_call_block_and_release + 12
**** 8 libdispatch.dylib 0x00000001168430cd _dispatch_client_callout + 8
**** 9 libdispatch.dylib 0x0000000116822366 _dispatch_queue_override_invoke + 1426
**** 10 libdispatch.dylib 0x00000001168243b7 _dispatch_root_queue_drain + 720
**** 11 libdispatch.dylib 0x000000011682408b _dispatch_worker_thread3 + 123
**** 12 libsystem_pthread.dylib 0x0000000116bed746 _pthread_wqthread + 1299
**** 13 libsystem_pthread.dylib 0x0000000116bed221 start_wqthread + 13****)****libc++abi.dylib: terminating with uncaught exception of type NSException**

4.建議每個model都需要設(shè)置主鍵,這樣可以方便add和update
如果能設(shè)置主鍵,請盡量設(shè)置主鍵,因為這樣方便我們更新數(shù)據(jù),我們可以很方便的調(diào)用addOrUpdateObject: 或者 createOrUpdateInRealm:withValue:方法進行更新。這樣就不需要先根據(jù)主鍵,查詢出數(shù)據(jù),然后再去更新。有了主鍵以后,這兩步操作可以一步完成。
5.查詢也不能跨線程查詢

RLMResults * results = [self selectUserWithAccid:bhUser.accid];     
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 
RLMRealm *realm = [RLMRealm defaultRealm];
[realm transactionWithBlock:^{
 [realm addOrUpdateObject:results[0]]; 
}];
 });

由于查詢是在子線程外查詢的,所以跨線程也會出錯,出錯信息如下:

***** Terminating app due to uncaught exception 'RLMException', reason: 'Realm accessed from incorrect thread'******* First throw call stack:****(**** 0 CoreFoundation 0x000000011517a34b __exceptionPreprocess + 171
**** 1 libobjc.A.dylib 0x0000000116e7e21e objc_exception_throw + 48
**** 2 BHFangChuang 0x000000010e7c34ab _ZL10throwErrorP8NSString + 129
**** 3 BHFangChuang 0x000000010e7c177f -[RLMResults count] + 40
**** 4 BHFangChuang 0x000000010df8f3bf -[RealmDataBaseHelper convertToRLMUserWith:LoginDate:LogoutDate:To:] + 159
**** 5 BHFangChuang 0x000000010df8efc1 __71-[RealmDataBaseHelper updateUserWithLoginDate:andLogoutDate:according:]_block_invoke_2 + 81
**** 6 BHFangChuang 0x000000010e7bd320 -[RLMRealm transactionWithBlock:error:] + 54
**** 7 BHFangChuang 0x000000010e7bd2e8 -[RLMRealm transactionWithBlock:] + 19
**** 8 BHFangChuang 0x000000010df8eecf __71-[RealmDataBaseHelper updateUserWithLoginDate:andLogoutDate:according:]_block_invoke + 351
**** 9 libdispatch.dylib 0x0000000118b63980 _dispatch_call_block_and_release + 12
**** 10 libdispatch.dylib 0x0000000118b8d0cd _dispatch_client_callout + 8
**** 11 libdispatch.dylib 0x0000000118b6c366 _dispatch_queue_override_invoke + 1426
**** 12 libdispatch.dylib 0x0000000118b6e3b7 _dispatch_root_queue_drain + 720
**** 13 libdispatch.dylib 0x0000000118b6e08b _dispatch_worker_thread3 + 123
**** 14 libsystem_pthread.dylib 0x0000000118f3c746 _pthread_wqthread + 1299
**** 15 libsystem_pthread.dylib 0x0000000118f3c221 start_wqthread + 13****)****libc++abi.dylib: terminating with uncaught exception of type **

五. Realm “放棄”——優(yōu)點和缺點
關(guān)于Realm的優(yōu)點,在官網(wǎng)上也說了很多了,我感觸最深的3個優(yōu)點也在文章開頭提到了。
CoreData VS Realm 的對比,可以看看這篇文章


說到使用 Realm最后的二道門檻,一是如何從其他數(shù)據(jù)庫遷移到Realm,二是Realm數(shù)據(jù)庫的一些限制。
接下來請還在考慮是否使用Realm的同學(xué)仔細(xì)看清楚,下面是你需要權(quán)衡是否要換到Realm數(shù)據(jù)庫的重要標(biāo)準(zhǔn)。(以下描述基于Realm最新版 2.0.2)
1.從其他數(shù)據(jù)庫遷移到Realm

如果從其他數(shù)據(jù)庫遷移到Realm,請看我之前寫過的一篇文章,簡單的提一下蛋疼的問題,由于切換了數(shù)據(jù)庫,需要在未來幾個版本都必須維護2套數(shù)據(jù)庫,因為老用戶的數(shù)據(jù)需要慢慢從老數(shù)據(jù)庫遷移到Realm,這個有點蛋疼。遷移數(shù)據(jù)的那段代碼需要“惡心”的存在工程里。但是一旦都遷移完成,之后的路就比較平坦了。
關(guān)于Core Data遷移過來沒有fetchedResultController的問題,這里提一下。由于使用Realm的話就無法使用Core Data的fetchedResultController,那么如果數(shù)據(jù)庫更新了數(shù)據(jù),是不是只能通過reloadData來更新tableview了?目前基本上是的,Realm提供了我們通知機制,目前的Realm支持給realm數(shù)據(jù)庫對象添加通知,這樣就可以在數(shù)據(jù)庫寫入事務(wù)提交后獲取到,從而更新UI;詳情可以參考https://realm.io/cn/docs/swift/latest/#notification當(dāng)然如果仍希望使用NSFetchedResultsController的話,那么推薦使用RBQFetchedResultsController,這是一個替代品,地址是:https://github.com/Roobiq/RBQFetchedResultsController目前Realm計劃在未來實現(xiàn)類似的效果,具體您可以參見這個PR:http://github.com/realm/realm-cocoa/issues/687
當(dāng)然,如果是新的App,還在開發(fā)中,可以考慮直接使用Realm,會更爽。
以上是第一道門檻,如果覺得遷移帶來的代價還能承受,那么恭喜你,已經(jīng)踏入Realm一半了。那么還請看第二道“門檻”。

  1. Realm數(shù)據(jù)庫當(dāng)前版本的限制
    把用戶一部分?jǐn)r在Realm門口的還在這第二道坎,因為這些限制,這些“缺點”,導(dǎo)致App的業(yè)務(wù)無法使用Realm得到滿足,所以最終放棄了Realm。當(dāng)然,這些問題,有些是可以靈活通過改變表結(jié)構(gòu)解決的,畢竟人是活的(如果真的想用Realm,想些辦法,誰也攔不住)



    1.類名稱的長度最大只能存儲 57 個 UTF8 字符。
    2.屬性名稱的長度最大只能支持 63 個 UTF8 字符。
    3.NSData以及 NSString屬性不能保存超過 16 MB 大小的數(shù)據(jù)。如果要存儲大量的數(shù)據(jù),可通過將其分解為16MB 大小的塊,或者直接存儲在文件系統(tǒng)中,然后將文件路徑存儲在 Realm 中。如果您的應(yīng)用試圖存儲一個大于 16MB 的單一屬性,系統(tǒng)將在運行時拋出異常。
    4.對字符串進行排序以及不區(qū)分大小寫查詢只支持“基礎(chǔ)拉丁字符集”、“拉丁字符補充集”、“拉丁文擴展字符集 A” 以及”拉丁文擴展字符集 B“(UTF-8 的范圍在 0~591 之間)。
    5.盡管 Realm 文件可以被多個線程同時訪問,但是您不能跨線程處理 Realms、Realm 對象、查詢和查詢結(jié)果。(這個其實也不算是個問題,我們在多線程中新建新的Realm對象就可以解決)
    6.Realm對象的 Setters & Getters 不能被重載
    因為 Realm 在底層數(shù)據(jù)庫中重寫了 setters 和 getters 方法,所以您不可以在您的對象上再對其進行重寫。一個簡單的替代方法就是:創(chuàng)建一個新的 Realm 忽略屬性,該屬性的訪問起可以被重寫, 并且可以調(diào)用其他的 getter 和 setter 方法。
    7.文件大小 & 版本跟蹤
    一般來說 Realm 數(shù)據(jù)庫比 SQLite 數(shù)據(jù)庫在硬盤上占用的空間更少。如果您的 Realm 文件大小超出了您的想象,這可能是因為您數(shù)據(jù)庫中的 RLMRealm中包含了舊版本數(shù)據(jù)。為了使您的數(shù)據(jù)有相同的顯示方式,Realm 只在循環(huán)迭代開始的時候才更新數(shù)據(jù)版本。這意味著,如果您從 Realm 讀取了一些數(shù)據(jù)并進行了在一個鎖定的線程中進行長時間的運行,然后在其他線程進行讀寫 Realm 數(shù)據(jù)庫的話,那么版本將不會被更新,Realm 將保存中間版本的數(shù)據(jù),但是這些數(shù)據(jù)已經(jīng)沒有用了,這導(dǎo)致了文件大小的增長。這部分空間會在下次寫入操作時被重復(fù)利用。這些操作可以通過調(diào)用writeCopyToPath:error:來實現(xiàn)。
    解決辦法:通過調(diào)用invalidate,來告訴 Realm 您不再需要那些拷貝到 Realm 的數(shù)據(jù)了。這可以使我們不必跟蹤這些對象的中間版本。在下次出現(xiàn)新版本時,再進行版本更新。您可能在 Realm 使用Grand Central Dispatch時也發(fā)現(xiàn)了這個問題。在 dispatch 結(jié)束后自動釋放調(diào)度隊列(dispatch queue)時,調(diào)度隊列(dispatch queue)沒有隨著程序釋放。這造成了直到RLMRealm 對象被釋放后,Realm 中間版本的數(shù)據(jù)空間才會被再利用。為了避免這個問題,您應(yīng)該在 dispatch 隊列中,使用一個顯式的自動調(diào)度隊列(dispatch queue)。
    8.Realm 沒有自動增長屬性
    Realm 沒有線程/進程安全的自動增長屬性機制,這在其他數(shù)據(jù)庫中常常用來產(chǎn)生主鍵。然而,在絕大多數(shù)情況下,對于主鍵來說,我們需要的是一個唯一的、自動生成的值,因此沒有必要使用順序的、連續(xù)的、整數(shù)的 ID 作為主鍵。
    解決辦法:
    在這種情況下,一個獨一無二的字符串主鍵通常就能滿足需求了。一個常見的模式是將默認(rèn)的屬性值設(shè)置為 [[NSUUID UUID] UUIDString]以產(chǎn)生一個唯一的字符串 ID。自動增長屬性另一種常見的動機是為了維持插入之后的順序。在某些情況下,這可以通過向某個 RLMArray中添加對象,或者使用 [NSDate date]默認(rèn)值的createdAt屬性。
    9.所有的數(shù)據(jù)模型必須直接繼承自RealmObject。這阻礙我們利用數(shù)據(jù)模型中的任意類型的繼承。
    這一點也不算問題,我們只要自己在建立一個model就可以解決這個問題。自己建立的model可以自己隨意去繼承,這個model專門用來接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),然后把自己的這個model轉(zhuǎn)換成要存儲到表里面的model,即RLMObject對象。這樣這個問題也可以解決了。
    Realm 允許模型能夠生成更多的子類,也允許跨模型進行代碼復(fù)用,但是由于某些 Cocoa 特性使得運行時中豐富的類多態(tài)無法使用。以下是可以完成的操作:
    父類中的類方法,實例方法和屬性可以被它的子類所繼承
    子類中可以在方法以及函數(shù)中使用父類作為參數(shù)

以下是不能完成的:
多態(tài)類之間的轉(zhuǎn)換(例如子類轉(zhuǎn)換成子類,子類轉(zhuǎn)換成父類,父類轉(zhuǎn)換成子類等)
同時對多個類進行檢索
多類容器 (RLMArray以及 RLMResults)

10.Realm不支持集合類型
這一點也是比較蛋疼。
Realm支持以下的屬性類型:BOOL、bool、int、NSInteger、long、long long、float、double、NSString、NSDate、NSData以及 被特殊類型標(biāo)記的NSNumber。CGFloat屬性的支持被取消了,因為它不具備平臺獨立性。
這里就是不支持集合,比如說NSArray,NSMutableArray,NSDictionary,NSMutableDictionary,NSSet,NSMutableSet。如果服務(wù)器傳來的一個字典,key是一個字符串,對應(yīng)的value就是一個數(shù)組,這時候就想存儲這個數(shù)組就比較困難了。當(dāng)然Realm里面是有集合的,就是RLMArray,這里面裝的都是RLMObject。
所以我們想解決這個問題,就需要把數(shù)據(jù)里面的東西都取出來,如果是model,就先自己接收一下,然后轉(zhuǎn)換成RLMObject的model,再存儲到RLMArray里面去,這樣轉(zhuǎn)換一遍,還是可以的做到的。
這里列出了暫時Realm當(dāng)前辦法存在的“缺點”,如果這10點,在自己的App上都能滿足業(yè)務(wù)需求,那么這一道坎也不是問題了。
以上兩道砍請仔細(xì)衡量清楚,這里還有一篇文章是關(guān)于更換數(shù)據(jù)庫的心得體會的,高速公路換輪胎——為遺留系統(tǒng)替換數(shù)據(jù)庫考慮更換的同學(xué)也可以看看。這兩道坎如果真的不適合,過不去,那么請放棄Realm吧!
六. Realm 到底是什么?


大家都知道Sqlite3 是一個移動端上面使用的小型數(shù)據(jù)庫,F(xiàn)MDB是基于Sqlite3進行的一個封裝。
那Core Data是數(shù)據(jù)庫么?Core Data本身并不是數(shù)據(jù)庫,它是一個擁有多種功能的框架,其中一個重要的功能就是把應(yīng)用程序同數(shù)據(jù)庫之間的交互過程自動化了。有了Core Data框架以后,我們無須編寫Objective-C代碼,又可以是使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。因為Core Data會在底層自動給我們生成應(yīng)該最佳優(yōu)化過的SQL語句。
那么Realm是數(shù)據(jù)庫么?

Realm 不是 ORM,也不基于 SQLite 創(chuàng)建,而是為移動開發(fā)者定制的全功能數(shù)據(jù)庫。它可以將原生對象直接映射到Realm的數(shù)據(jù)庫引擎(遠(yuǎn)不僅是一個鍵值對存儲)中。
Realm 是一個 MVCC 數(shù)據(jù)庫 ,底層是用 C++ 編寫的。MVCC 指的是多版本并發(fā)控制。
Realm是滿足ACID的。原子性(Atomicity)、一致性(Consistency)、隔離性(Isolation)、持久性(Durability)。一個支持事務(wù)(Transaction)的數(shù)據(jù)庫,必需要具有這四種特性。Realm都已經(jīng)滿足。
1.Realm 采用MVCC的設(shè)計思想
MVCC 解決了一個重要的并發(fā)問題:在所有的數(shù)據(jù)庫中都有這樣的時候,當(dāng)有人正在寫數(shù)據(jù)庫的時候有人又想讀取數(shù)據(jù)庫了(例如,不同的線程可以同時讀取或者寫入同一個數(shù)據(jù)庫)。這會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致性 - 可能當(dāng)你讀取記錄的時候一個寫操作才部分結(jié)束。
有很多的辦法可以解決讀、寫并發(fā)的問題,最常見的就是給數(shù)據(jù)庫加鎖。在之前的情況下,我們在寫數(shù)據(jù)的時候就會加上一個鎖。在寫操作完成之前,所有的讀操作都會被阻塞。這就是眾所周知的讀-寫鎖。這常常都會很慢。Realm采用的是MVCC數(shù)據(jù)庫的優(yōu)點就展現(xiàn)出來了,速度非???。
MVCC 在設(shè)計上采用了和 Git 一樣的源文件管理算法。你可以把 Realm 的內(nèi)部想象成一個 Git,它也有分支和原子化的提交操作。這意味著你可能工作在許多分支上(數(shù)據(jù)庫的版本),但是你卻沒有一個完整的數(shù)據(jù)拷貝。Realm 和真正的 MVCC 數(shù)據(jù)庫還是有些不同的。一個像 Git 的真正的 MVCC 數(shù)據(jù)庫,你可以有成為版本樹上 HEAD 的多個候選者。而 Realm 在某個時刻只有一個寫操作,而且總是操作最新的版本 - 它不可以在老的版本上工作。

Realm底層是B+樹實現(xiàn)的,在Realm團隊開源的realm-core里面可以看到源碼,里面有用bpTree,這是一個B+樹的實現(xiàn)。B+ 樹是一種樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),是一個n叉樹,每個節(jié)點通常有多個孩子,一棵B+樹包含根節(jié)點、內(nèi)部節(jié)點和葉子節(jié)點。根節(jié)點可能是一個葉子節(jié)點,也可能是一個包含兩個或兩個以上孩子節(jié)點的節(jié)點。
B+ 樹通常用于數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中。NTFS, ReiserFS, NSS, XFS, JFS, ReFS 和BFS等文件系統(tǒng)都在使用B+樹作為元數(shù)據(jù)索引。B+ 樹的特點是能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)穩(wěn)定有序,其插入與修改擁有較穩(wěn)定的對數(shù)時間復(fù)雜度。B+ 樹元素自底向上插入。

Realm會讓每一個連接的線程都會有數(shù)據(jù)在一個特定時刻的快照。這也是為什么能夠在上百個線程中做大量的操作并同時訪問數(shù)據(jù)庫,卻不會發(fā)生崩潰的原因。

上圖很好的展現(xiàn)了Realm的一次寫操作流程。這里分3個階段,階段一中,V1指向根節(jié)點R。在階段二中,準(zhǔn)備寫入操作,這個時候會有一個V2節(jié)點,指向新的R',并且新建一個分支出來,A'和C'。相應(yīng)的右孩子指向原來V1指向的R的右孩子。如果寫入操作失敗,就丟棄左邊這個分支。這樣的設(shè)計可以保證即使失敗,也僅僅只丟失最新數(shù)據(jù),而不會破壞整個數(shù)據(jù)庫。如果寫入成功,那么把原來的R,A,C節(jié)點放入Garbage中,于是就到了第三階段,寫入成功,變成了V2指向根節(jié)點。
在這個寫入的過程中,第二階段是最關(guān)鍵的,寫入操作并不會改變原有數(shù)據(jù),而是新建了一個新的分支。這樣就不用加鎖,也可以解決數(shù)據(jù)庫的并發(fā)問題。
正是B+樹的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + MVCC的設(shè)計,保證了Realm的高性能。
2.Realm 采用了 zero-copy 架構(gòu)
因為 Realm 采用了 zero-copy 架構(gòu),這樣幾乎就沒有內(nèi)存開銷。這是因為每一個 Realm 對象直接通過一個本地 long 指針和底層數(shù)據(jù)庫對應(yīng),這個指針是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的鉤子。
通常的傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫操作是這樣的,數(shù)據(jù)存儲在磁盤的數(shù)據(jù)庫文件中,我們的查詢請求會轉(zhuǎn)換為一系列的SQL語句,創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫連接。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器收到請求,通過解析器對SQL語句進行詞法和語法語義分析,然后通過查詢優(yōu)化器對SQL語句進行優(yōu)化,優(yōu)化完成執(zhí)行對應(yīng)的查詢,讀取磁盤的數(shù)據(jù)庫文件(有索引則先讀索引),讀取命中查詢的每一行的數(shù)據(jù),然后存到內(nèi)存里(這里有內(nèi)存消耗)。之后你需要把數(shù)據(jù)序列化成可在內(nèi)存里面存儲的格式,這意味著比特對齊,這樣 CPU 才能處理它們。最后,數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換成語言層面的類型,然后它會以對象的形式返回,比如Objective-C的對象等。
這里就是Realm另外一個很快的原因,Realm的數(shù)據(jù)庫文件是通過memory-mapped,也就是說數(shù)據(jù)庫文件本身是映射到內(nèi)存(實際上是虛擬內(nèi)存)中的,Realm訪問文件偏移就好比文件已經(jīng)在內(nèi)存中一樣(這里的內(nèi)存是指虛擬內(nèi)存),它允許文件在沒有做反序列化的情況下直接從內(nèi)存讀取,提高了讀取效率。Realm 只需要簡單地計算偏移來找到文件中的數(shù)據(jù),然后從原始訪問點返回數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的值 。
正是Realm采用了 zero-copy 架構(gòu),幾乎沒有內(nèi)存開銷,Realm核心文件格式基于memory-mapped,節(jié)約了大量的序列化和反序列化的開銷,導(dǎo)致了Realm獲取對象的速度特別高效。

  1. Realm 對象在不同的線程間不能共享
    Realm 對象不能在線程間傳遞的原因就是為了保證隔離性和數(shù)據(jù)一致性。這樣做的目的只有一個,為了速度。
    由于Realm是基于零拷貝的,所有對象都在內(nèi)存里,所以會自動更新。如果允許Realm對象在線程間共享,Realm 會無法確保數(shù)據(jù)的一致性,因為不同的線程會在不確定的什么時間點同時改變對象的數(shù)據(jù)。
    要想保證多線程能共享對象就是加鎖,但是加鎖又會導(dǎo)致一個長時間的后臺寫事務(wù)會阻塞 UI 的讀事務(wù)。不加鎖就不能保證數(shù)據(jù)的一致性,但是可以滿足速度的要求。Realm在衡量之后,還是為了速度,做出了不允許線程間共享的妥協(xié)。
    正是因為不允許對象在不同的線程間共享,保證了數(shù)據(jù)的一致性,不加線程鎖,保證了Realm的在速度上遙遙領(lǐng)先。
  2. 真正的懶加載
    大多數(shù)數(shù)據(jù)庫趨向于在水平層級存儲數(shù)據(jù),這也就是為什么你從 SQLite 讀取一個屬性的時候,你就必須要加載整行的數(shù)據(jù)。它在文件中是連續(xù)存儲的。
    不同的是,Realm盡可能讓 Realm 在垂直層級連續(xù)存儲屬性,你也可以看作是按列存儲。
    在查詢到一組數(shù)據(jù)后,只有當(dāng)你真正訪問對象的時候才真正加載進來。
  3. Realm 中的文件

    先來說說中間的Database File
    .realm 文件是memory mapped的,所有的對象都是文件首地址偏移量的一個引用。對象的存儲不一定是連續(xù)的,但是Array可以保證是連續(xù)存儲。
    .realm執(zhí)行寫操作的時候,有3個指針,一個是current top pointer ,一個是 other top pointer ,最后一個是 switch bit
    switch bit* 標(biāo)示著top pointer是否已經(jīng)被使用過。如果被使用過了,代表著數(shù)據(jù)庫已經(jīng)是可讀的。
    the top pointer優(yōu)先更新,緊接著是the switch bit更新。因為即使寫入失敗了,雖然丟失了所有數(shù)據(jù),但是這樣能保證數(shù)據(jù)庫依舊是可讀的。
    再來說說 .lock file。
    .lock文件中會包含 the shared group 的metadata。這個文件承擔(dān)著允許多線程訪問相同的Realm對象的職責(zé)。
    最后說說Commit logs history
    這個文件會用來更新索引indexes,會用來同步。里面主要維護了3個小文件,2個是數(shù)據(jù)相關(guān)的,1個是操作management的。
    總結(jié)
    經(jīng)過上面的分析之后,深深的感受到Realm就是為速度而生的!在保證了ACID的要求下,很多設(shè)計都是以速度為主。當(dāng)然,Realm 最核心的理念就是對象驅(qū)動,這是 Realm 的核心原則。Realm 本質(zhì)上是一個嵌入式數(shù)據(jù)庫,但是它也是看待數(shù)據(jù)的另一種方式。它用另一種角度來重新看待移動應(yīng)用中的模型和業(yè)務(wù)邏輯。
    Realm還是跨平臺的,多個平臺都使用相同的數(shù)據(jù)庫,是多么好的一件事情呀。相信使用Realm作為App數(shù)據(jù)庫的開發(fā)者會越來越多。
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