Multi-Context CoreData 之多线程环境中使用CoreData

CoreData学起来也没有很复杂,我们其实增删改查都和别的ORM大同小异,默认情况下我们的代码都在Main Thread中执行,数据库操作一旦量大了,频繁了,势必会阻塞卡住主线程。

这个世界天然是多线程的,所以我们操作数据也必须多线程。CoreData对多线程的支持比较奇怪(按照一般的思路来说),CoreData的NSPersistentStoreCoordinator(PSC)和NSManagedObjectContext(MOC)对象都是不能跨线程使用的,

NSManagedObject(MO)也不行,有人想加锁不就完了。其实NSManagedObjectContext(MOC)已经对跨线程提供了内置的支持,只不过方式比较特殊,需要脑洞大开才行。

在创建NSManagedObject的时候有个构造器参数initWithConcurrencyType就是解决的关键所在,这个参数是一个枚举,有三个可选值:

NSConfinementConcurrencyType (或者不加参数,默认就是这个)

NSMainQueueConcurrencyType (表示只会在主线程中执行)

NSPrivateQueueConcurrencyType (表示可以在子线程中执行)

那么究竟应该怎么使用才能无阻塞无痛呢?

首先,让我们看一下single-context的架构,如下图,我们需要一个PSC管理磁盘存储,并且我们需要一个MOC来处理增删改查这些操作,

image.png

看到上面的架构设计,最大的问题一眼就可以看出来,MOC每次操作PSC都会带来文件IO,性能消耗及线程阻塞,如何解决这个问题呢?这个也很容易想到,在这个多线程的世界里,我们可以用多个MOC就可以了,

在这个多线程的世界里,Core Data也给我们提供了条件。

多重MOC。

先介绍第一种,传统的多重MOC方案,

把每一个MOC想象成做出改动的草稿,在iOS5之前,使用CoreData需要监听其他MOC做出的改变,并且与之融合进主MOC当中(merge到Main MOC中),我们只需要将大多数PSC操作放到子线线程中,并在有数据变化的时候merge到Main Context中,这样就会大大减少Main Context的PSC操作。

如下图,

image.png

我们需要注册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。

下面再介绍一种Mutil-Context 方案, Parent/Child Context(父子Context).

如下图:

image.png

这个在iOS5 后,才出现的新特性,

一个父MOC在主线程,多个Child MOC跑在子线程中,并且把他们的Parent Context都设置为同一个Main Context,

这样所有Child Context的Save操作都会被Push up 到Main Context 中, 这样就相当于上面介绍的传统多重Context的

NSManagedObjectContextDidSaveNotification机制,只不过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,这就省下了写很多mergeChanges的代价和风险。

我们再看一下上面图,有没有发现一个严重的问题--UI线程阻塞严重, PSC是在主线程操作,这样其实也是UI线程阻塞的设计,我们很容易相到一个方案,把PSC放到非主线程的异步线程去跑不就行了,对,那怎么维护各个Child Context线程和数据同步呢,看下图:

image.png

这里总共有三种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,

后两个Context在上面中已经介绍过了,这里就不再具体介绍,他们的关系是privateContext.parentContext = mainContext,mainContext.parentContext = backgroundContext。

下面说说它的具体工作流程。

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。

By the way,需要注意一下的是,直接传递在两个不同的MOC当中得到的MO是绝对禁止的。但是有个简单的方法“映射”一个MO:通过它的ObjectID。这个ID是线程安全的,所以总是可以用它来获得MO,方法是objectWithID:, 会返回一个复制了的MO。

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