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FMDB源碼分析3(FMDatabaseQueue+FMDatabasePool)

編輯：IOS開發綜合

一、前言

如上一章所講，FMDB源碼主要有以下幾個文件組成：

FMResultSet : 表示FMDatabase執行查詢之後的結果集。

FMDatabase : 表示一個單獨的SQLite數據庫操作實例，通過它可以對數據庫進行增刪改查等等操作。

FMDatabaseAdditions : 擴展FMDatabase類，新增對查詢結果只返回單個值的方法進行簡化，對表、列是否存在，版本號，校驗SQL等等功能。

FMDatabaseQueue : 使用串行隊列，對多線程的操作進行了支持。

FMDatabasePool : 使用任務池的形式，對多線程的操作提供支持。（不過官方對這種方式並不推薦使用，優先選擇FMDatabaseQueue的方式：ONLY_USE_THE_POOL_IF_YOU_ARE_DOING_READS_OTHERWISE_YOULL_DEADLOCK_USE_FMDATABASEQUEUE_INSTEAD）

FMDB比較優秀的地方就在於對多線程的處理。所以這一篇主要是研究FMDB的多線程處理的實現。而FMDB最新的版本中主要是通過使用FMDatabaseQueue這個類來進行多線程處理的。

二、FMDatabaseQueue源碼分析

我們先來看看FMDatabaseQueue如何使用。

/**
 *  FMDatabaseQueue使用案例
 */
- (void)FMDatabaseQueueTest{
    //1、獲取數據庫文件路徑
    NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
    NSString *fileName = [doc stringByAppendingPathComponent:@"students.sqlite"];

    //使用
    FMDatabaseQueue *queue = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:fileName];
    [queue inDatabase:^(FMDatabase *db) {
        [db executeUpdate:@"CREATE TABLE IF NOT EXISTS t_student_2 (id integer PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name text NOT NULL, age integer NOT NULL);"];
        [db executeUpdate:@"INSERT INTO t_student_2 (name, age) VALUES ('yixiangZZ', 20);"];
        [db executeUpdate:@"INSERT INTO t_student_2 (name, age) VALUES ('yixiangXX', 25);"];

        FMResultSet *rs = [db executeQuery:@"SELECT * FROM t_student_2"];

        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        while ([rs next]) {
            int ID = [rs intForColumn:@"id"];
            NSString *name = [rs stringForColumn:@"name"];
            int age = [rs intForColumn:@"age"];
            NSLog(@"%d %@ %d",ID,name,age);
        }

    }];

    //支持事務
    [queue inTransaction:^(FMDatabase *db, BOOL *rollback) {
        [db executeUpdate:@"UPDATE t_student_2 SET age = 40 WHERE name = 'yixiangZZ'"];
        [db executeUpdate:@"UPDATE t_student_2 SET age = 45 WHERE name = 'yixiangXX'"];

        BOOL hasProblem = NO;
        if (hasProblem) {
            *rollback = YES;//回滾
            return;
        }

        FMResultSet *rs = [db executeQuery:@"SELECT * FROM t_student_2"];
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        while ([rs next]) {
            int ID = [rs intForColumn:@"id"];
            NSString *name = [rs stringForColumn:@"name"];
            int age = [rs intForColumn:@"age"];
            NSLog(@"%d %@ %d",ID,name,age);
        }

    }];
}

FMDB的多線程支持實現主要是依賴於FMDatabaseQueue這個類。下面我們來看看他是如何實現的。

2.1：初始化Queue。生成一個串行隊列。

+ (instancetype)databaseQueueWithPath:(NSString*)aPath {
    FMDatabaseQueue *q = [[self alloc] initWithPath:aPath];
    FMDBAutorelease(q);
    return q;
}
- (instancetype)initWithPath:(NSString*)aPath flags:(int)openFlags vfs:(NSString *)vfsName { 
    self = [super init];
    if (self != nil) {
        _db = [[[self class] databaseClass] databaseWithPath:aPath];
        FMDBRetain(_db);
#if SQLITE_VERSION_NUMBER >= 3005000
        BOOL success = [_db openWithFlags:openFlags vfs:vfsName];
#else
        BOOL success = [_db open];
#endif
        if (!success) {
            NSLog(@"Could not create database queue for path %@", aPath);
            FMDBRelease(self);
            return 0x00;
        }
        _path = FMDBReturnRetained(aPath);
      //生成一個串行隊列。
        _queue = dispatch_queue_create([[NSString stringWithFormat:@"fmdb.%@", self] UTF8String], NULL);
      //給當前queue生成一個標示，給_queue這個GCD隊列指定了一個kDispatchQueueSpecificKey字符串，並和self（即當前FMDatabaseQueue對象）進行綁定。日後可以通過此字符串獲取到綁定的對象(此處就是self)。
        dispatch_queue_set_specific(_queue, kDispatchQueueSpecificKey, (__bridge void *)self, NULL);
        _openFlags = openFlags;
    }
    return self;
}

2.2：串行執行數據庫操作。

- (void)inDatabase:(void (^)(FMDatabase *db))block {
    /* 使用dispatch_get_specific來查看當前queue是否是之前設定的那個_queue，如果是的話，那麼使用kDispatchQueueSpecificKey作為參數傳給dispatch_get_specific的話，返回的值不為空，而且返回值應該就是上面initWithPath:函數中綁定的那個FMDatabaseQueue對象。有人說除了當前queue還有可能有其他什麼queue？這就是FMDatabaseQueue的用途，你可以創建多個FMDatabaseQueue對象來並發執行不同的SQL語句。
     另外為啥要判斷是不是當前執行的這個queue？是為了防止死鎖！
     */
    FMDatabaseQueue *currentSyncQueue = (__bridge id)dispatch_get_specific(kDispatchQueueSpecificKey);
    assert(currentSyncQueue != self && "inDatabase: was called reentrantly on the same queue, which would lead to a deadlock");

    FMDBRetain(self);

    dispatch_sync(_queue, ^() {//串行執行block

        FMDatabase *db = [self database];
        block(db);

        if ([db hasOpenResultSets]) {//調試代碼
            NSLog(@"Warning: there is at least one open result set around after performing [FMDatabaseQueue inDatabase:]");

#if defined(DEBUG) && DEBUG
            NSSet *openSetCopy = FMDBReturnAutoreleased([[db valueForKey:@"_openResultSets"] copy]);
            for (NSValue *rsInWrappedInATastyValueMeal in openSetCopy) {
                FMResultSet *rs = (FMResultSet *)[rsInWrappedInATastyValueMeal pointerValue];
                NSLog(@"query: '%@'", [rs query]);
            }
#endif
        }
    });

    FMDBRelease(self);
}

之於為什麼要用dispatch_queue_set_specific和dispatch_get_specific判斷是不是當前queue，是因為為了防止多線程操作時候出現死鎖。可以參考告訴你dispatch_queue_set_specific和dispatch_get_specific是個什麼鬼和被廢棄的dispatch_get_current_queue。

我們可以看出，一個queue就是一個串行隊列。就算你開啟多線程執行，它依然還是串行執行的。保證的線程的安全性。看下面一個案例：

/**
 *  FMDatabaseQueue如何實現多線程的案例
 */
- (void)FMDatabaseQueueMutilThreadTest{
    //1、獲取數據庫文件路徑
    NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
    NSString *fileName = [doc stringByAppendingPathComponent:@"students.sqlite"];

    //使用queue1
    FMDatabaseQueue *queue1 = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:fileName];

    [queue1 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
        for (int i=0; i<10; i++) {
            NSLog(@"queue1---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    }];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue1 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=11; i<20; i++) {
                NSLog(@"queue1---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue1 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=20; i<30; i++) {
                NSLog(@"queue1---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    //雖然開啟了多個線程，可依然還是串行處理。原因如下：

    /**FMDatabaseQueue雖然看似一個隊列，實際上它本身並不是，它通過內部創建一個Serial的dispatch_queue_t來處理通過inDatabase和inTransaction傳入的Blocks，所以當我們在主線程（或者後台）調用inDatabase或者inTransaction時，代碼實際上是同步的。FMDatabaseQueue這麼設計的目的是讓我們避免發生並發訪問數據庫的問題，因為對數據庫的訪問可能是隨機的（在任何時候）、不同線程間（不同的網絡回調等）的請求。內置一個Serial隊列後，FMDatabaseQueue就變成線程安全了，所有的數據庫訪問都是同步執行，而且這比使用@synchronized或NSLock要高效得多。
     */
}

執行結果如下，可以看出隊列內部就算是異步執行，但是依然還是串行執行的：

雖然每個queue內部是串行執行的，當時不同的queue之間可以並發執行

案例如下：

/**
 *  FMDatabaseQueue如何實現多線程的案例2
 */
- (void)FMDatabaseQueueMutilThreadTest2{
    //1、獲取數據庫文件路徑
    NSString *doc = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
    NSString *fileName = [doc stringByAppendingPathComponent:@"students.sqlite"];

    //使用queue1
    FMDatabaseQueue *queue1 = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:fileName];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue1 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=0; i<5; i++) {
                NSLog(@"queue1---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue1 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=5; i<10; i++) {
                NSLog(@"queue1---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    //使用queue2
    FMDatabaseQueue *queue2 = [FMDatabaseQueue databaseQueueWithPath:fileName];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue2 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=0; i<5; i++) {
                NSLog(@"queue2---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [queue2 inDatabase:^(FMDatabase *db) {
            for (int i=5; i<10; i++) {
                NSLog(@"queue2---%zi--%@",i,[NSThread currentThread]);
            }
        }];
    });

    //新建多個隊列操作同一個 就不發保證線程安全了。不過一般 不會這麼用。
}

執行結果如下,可以看出每個隊列內部是串行執行的，隊列之間的並行執行的：

所以我們可以得到如下結論。

2.3：事務的實現

數據庫中的事務也是保證數據庫安全的一種手段。一段sql語句，要麼全部成功，要麼全部不成功。

- (void)inTransaction:(void (^)(FMDatabase *db, BOOL *rollback))block {
    [self beginTransaction:NO withBlock:block];
}
- (void)beginTransaction:(BOOL)useDeferred withBlock:(void (^)(FMDatabase *db, BOOL *rollback))block {
    FMDBRetain(self);
    dispatch_sync(_queue, ^() { //串行執行，保證線程安全。

        BOOL shouldRollback = NO;

        if (useDeferred) {
            [[self database] beginDeferredTransaction];// 使用延時性事務
        }
        else {
            [[self database] beginTransaction];// 默認使用獨占性事務
        }

        block([self database], &shouldRollback);//執行block

        if (shouldRollback) {  //根據shouldRollback判斷 是否回滾，還是提交。
            [[self database] rollback];
        }
        else {
            [[self database] commit];
        }
    });

    FMDBRelease(self);
}

關於延時性事務和獨占性事務的區別如下：

在SQLite 3.0.8或更高版本中，事務可以是延遲的，即時的或者獨占的。“延遲的”即是說在數據庫第一次被訪問之前不獲得鎖。這樣就會延遲事務，BEGIN語句本身不做任何事情。直到初次讀取或訪問數據庫時才獲取鎖。對數據庫的初次讀取創建一個SHARED鎖，初次寫入創建一個RESERVED鎖。由於鎖的獲取被延遲到第一次需要時，別的線程或進程可以在當前線程執行BEGIN語句之後創建另外的事務寫入數據庫。若事務是即時的，則執行BEGIN命令後立即獲取RESERVED鎖，而不等數據庫被使用。在執行BEGIN IMMEDIATE之後，你可以確保其它的線程或進程不能寫入數據庫或執行BEGIN IMMEDIATE或BEGIN EXCLUSIVE. 但其它進程可以讀取數據庫。獨占事務在所有的數據庫獲取EXCLUSIVE鎖，在執行BEGIN EXCLUSIVE之後，你可以確保在當前事務結束前沒有任何其它線程或進程能夠讀寫數據庫。

2.4:存檔與回滾

- (NSError*)inSavePoint:(void (^)(FMDatabase *db, BOOL *rollback))block {
#if SQLITE_VERSION_NUMBER >= 3007000
    static unsigned long savePointIdx = 0;
    __block NSError *err = 0x00;
    FMDBRetain(self);
    dispatch_sync(_queue, ^() { 

        NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"savePoint%ld", savePointIdx++];

        BOOL shouldRollback = NO;

        if ([[self database] startSavePointWithName:name error:&err]) {//設置一個存檔點

            block([self database], &shouldRollback);

            if (shouldRollback) {
                // We need to rollback and release this savepoint to remove it
                [[self database] rollbackToSavePointWithName:name error:&err];//回滾到存檔點
            }
            [[self database] releaseSavePointWithName:name error:&err];//釋放該存檔

        }
    });
    FMDBRelease(self);
    return err;
#else
    NSString *errorMessage = NSLocalizedString(@"Save point functions require SQLite 3.7", nil);
    if (self.logsErrors) NSLog(@"%@", errorMessage);
    return [NSError errorWithDomain:@"FMDatabase" code:0 userInfo:@{NSLocalizedDescriptionKey : errorMessage}];
#endif
}

三、FMDatabasePool

FMDatabasePool : 使用任務池的形式，對多線程的操作提供支持。

不過官方對這種方式並不推薦使用（ONLY_USE_THE_POOL_IF_YOU_ARE_DOING_READS_OTHERWISE_YOULL_DEADLOCK_USE_FMDATABASEQUEUE_INSTEAD），優先選擇FMDatabaseQueue的方式。

平時基本也不使用，官方也不推薦使用。這裡就不多講了。

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