一、iOS存储体系概述

iOS系统为开发者提供了多样化的本地与云端存储方案，核心包括对象存储（如Core Data、Realm）、对象管理（内存对象操作）和文件存储（沙盒目录、iCloud Drive）。这些方案在数据持久化、访问效率及适用场景上存在显著差异，开发者需根据业务需求选择合适方案。

1.1 对象存储：结构化数据的持久化方案

对象存储通过ORM（对象关系映射）框架将内存中的对象模型直接映射到数据库，实现数据的结构化存储。典型方案包括：

• Core Data：苹果官方ORM框架，支持SQLite作为底层存储，提供数据模型编辑器、版本迁移及NSFetchedResultsController等高级功能。
• Realm：第三方开源框架，以内存映射技术实现高性能读写，支持跨平台同步。

代码示例（Core Data对象存储）：

// 定义数据模型（Person.xcdatamodeld）
// 实体属性：name（String）、age（Int32）
// 插入对象
let context = persistentContainer.viewContext
let person = NSEntityDescription.insertNewObject(forEntityName: "Person", into: context)
person.setValue("Alice", forKey: "name")
person.setValue(30, forKey: "age")
try? context.save()
// 查询对象
let fetchRequest: NSFetchRequest<NSFetchRequestResult> = Person.fetchRequest()
fetchRequest.predicate = NSPredicate(format: "age > %d", 25)
let results = try? context.fetch(fetchRequest)

适用场景：需要复杂查询、事务支持或数据版本管理的应用（如联系人管理、任务清单）。

1.2 对象管理：内存中的临时数据操作

对象管理指在内存中对Swift/Objective-C对象进行增删改查，不涉及持久化。典型操作包括：

• 结构体/类实例的创建与修改
• 数组、字典等集合类型的操作
• 对象间引用关系的维护

代码示例（内存对象操作）：

struct User {
    var name: String
    var age: Int
}
var users = [User]()
users.append(User(name: "Bob", age: 25))
users.first?.age = 26 // 修改内存对象

关键区别：对象管理无I/O开销，但进程退出后数据丢失，需配合对象存储或文件存储实现持久化。

1.3 文件存储：非结构化数据的直接操作

文件存储通过沙盒目录（Documents、Caches、Temporary）或iCloud Drive管理文本、图片等非结构化数据。核心API包括：

• FileManager：文件/目录的创建、读写、移动
• URLSession：网络文件下载
• UIDocument：基于文件的文档管理（支持iCloud同步）

代码示例（文件存储）：

// 写入文件到Documents目录
let documentsURL = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first!
let fileURL = documentsURL.appendingPathComponent("data.json")
let data = try? JSONEncoder().encode(["name": "Charlie", "age": 28])
try? data?.write(to: fileURL)
// 读取文件
if let loadedData = try? Data(contentsOf: fileURL) {
    let user = try? JSONDecoder().decode([String: Any].self, from: loadedData)
}

适用场景：大文件存储（视频、音频）、用户生成内容（UGC）或简单配置文件管理。

二、核心区别与选型建议

2.1 数据结构与查询能力

• 对象存储：支持复杂查询（如NSPredicate）、关联关系（一对多、多对多）及事务。
• 文件存储：仅支持线性读取，需手动解析数据结构（如JSON/XML）。
• 对象管理：无持久化能力，但可通过内存计算实现高效临时数据处理。

选型建议：

• 需要多条件查询或数据关联 → 选择Core Data/Realm。
• 存储大文件或简单键值对 → 选择文件存储。
• 仅需内存计算 → 直接操作对象。

2.2 性能与资源消耗

• 对象存储：首次加载需解析模型，后续查询通过索引优化，适合频繁读写。
• 文件存储：大文件读写可能阻塞主线程，需异步处理（如DispatchQueue）。
• 对象管理：零I/O开销，但大量对象可能导致内存压力。

优化实践：

// 文件存储异步读写
DispatchQueue.global(qos: .background).async {
    let data = try? Data(contentsOf: fileURL)
    DispatchQueue.main.async {
        // 更新UI
    }
}

2.3 跨平台与同步支持

• 对象存储：Realm支持跨平台同步，Core Data需通过iCloud Core Data同步（配置复杂）。
• 文件存储：iCloud Drive可同步Documents目录，但需处理冲突（如UIDocument的handleError）。
• 对象管理：仅限内存操作，无同步能力。

iCloud同步示例（UIDocument）：

class MyDocument: UIDocument {
    var data: Data?
    override func contents(forType typeName: String) throws -> Any {
        return data ?? Data()
    }
    override func load(fromContents contents: Any, ofType typeName: String?) throws {
        data = contents as? Data
    }
}
// 保存到iCloud
let documentURL = FileManager.default.url(forUbiquityContainerIdentifier: nil)?
    .appendingPathComponent("Documents")
    .appendingPathComponent("mydoc.ext")
let document = MyDocument(fileURL: documentURL)
document.save(to: documentURL, for: .forCreating) { success in
    print("Saved: \(success)")
}

三、混合存储方案实践

实际开发中，常结合多种存储方案：

1. Core Data + 文件存储：用Core Data管理元数据（如照片标题、拍摄时间），文件存储保存图片原始数据。
2. 内存对象 + 临时文件：视频编辑应用将剪辑片段暂存于内存，导出时写入临时文件。
3. Realm + iCloud同步：跨设备任务管理应用通过Realm实现实时同步。

代码示例（混合存储）：

// Core Data存储照片元数据
let photo = NSEntityDescription.insertNewObject(forEntityName: "Photo", into: context)
photo.setValue("Vacation", forKey: "album")
photo.setValue(Date(), forKey: "date")
// 文件存储保存图片
let imageData = UIImage(named: "vacation.jpg")?.jpegData(compressionQuality: 0.8)
let imageURL = documentsURL.appendingPathComponent("vacation.jpg")
try? imageData?.write(to: imageURL)
// 关联文件路径到Core Data
photo.setValue(imageURL.path, forKey: "imagePath")
try? context.save()

四、总结与选型指南

维度	对象存储（Core Data/Realm）	对象管理	文件存储
数据结构	结构化（支持关联）	无结构	非结构化
查询能力	高（NSPredicate）	无	低（需手动解析）
性能	中等（索引优化）	最高	大文件低效
持久化	是	否	是
同步支持	有限（iCloud Core Data）	否	iCloud Drive

最终建议：

• 优先选择对象存储管理结构化数据，利用其查询与事务能力。
• 大文件或简单数据使用文件存储，配合异步I/O优化性能。
• 内存对象操作仅用于临时数据处理，避免滥用导致内存泄漏。
• 跨设备同步需求可结合Realm或iCloud Drive实现。