UserDefaults 浅析及其使用管理

CoderStar

发布于 2022-08-24 15:04:54

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发布于 2022-08-24 15:04:54

文章被收录于专栏：CoderStar

前言

Hi Coder，我是 CoderStar！

我想每一个 iOSer 对UserDefaults都有所了解，但大家真的完全了解它吗？下面，我谈谈我对UserDefaults的看法。

同时，这也应该是 iOS 持久化方式系列的开篇文章了。

对象实例

UserDefaults生成对象实例大概有以下三种方式：

open class var standard: UserDefaults { get }

public convenience init()

@available(iOS 7.0, *)
public init?(suiteName suitename: String?)

平时大家经常使用的应该是第一种方式，第二种方式和第一种方式产生的结果是一样的，实际上操作的都是 APP 沙箱中 Library/Preferences 目录下的以 bundle id 命名的 plist 文件，只不过第一种方式是获取到的是一个单例对象，而第二种方式每次获取到都是新的对象，从内存优化来看，很明显是第一种方式比较合适，其可以避免对象的生成和销毁。

如果一个 APP 使用了一些 SDK，这些 SDK 或多或少的会使用UserDefaults来存储信息，如果都使用前两种方式，这样就会带来一系列问题：

各个 SDK 需要保证设置数据 KEY 的唯一性，以防止存取冲突；
plist 文件越来越大造成的读写效率问题；
无法便捷的清除由某一个 SDK 创建的 UserDefaults 数据；

针对上述问题，我们可以使用第三种方式，也是本文主要介绍的一种方式。

@available(iOS 7.0, *)
public init?(suiteName suitename: String?)

根据传入的 suiteName的不同会产生四种情况：

传入 nil：跟使用UserDefaults.standard效果相同；
传入 bundle id：无效，返回 nil；
传入 App Groups 配置中 Group ID：会操作 APP 的共享目录中创建的以Group ID命名的 plist 文件，方便宿主应用与扩展应用之间共享数据；
传入其他值：操作的是沙箱中 Library/Preferences 目录下以 suiteName 命名的 `plist 文件。

相关问题

`UserDefaults`的存储范围

因为UserDefaults底层使用的plist文件，所以plist文件支持的数据类型就是UserDefaults的存储范围，其中包括Array、Data、Dictionary、String、Int、Bool、Float、Double等基础数据类型。

对于不是基本数据类型的数据结构，需要自己通过JSONEncoder、NSKeyedArchiver等方式将其转换为 Data，然后再将其存入UserDefaults中。

需要注意，UserDefaults的设计初衷就不是用来存储大数据的，因为为了提高取值时的效率，当应用启动时会自动加载 Userdefault 里所有的数据，如果数据量太大的话就会造成启动缓慢，影响性能。

因为UserDefaults存储的数据都是明文，没有经过加密，所以尽量不要使用UserDefaults存储敏感数据，即使使用，也要使用加密算法对其进行加密后再存储进去。

`value(forKey:)` 和 `object(forKey:)`

首先明确这两者是完全不同的东西，value(forKey:)定义于NSKeyValueCoding，就是我们常说的 KVC，其并不是UserDefaults的直接方法，object(forKey:)才是。

但由于UserDefaults也是遵循了NSKeyValueCoding协议的，所以使用value(forKey:)也是可以获取到数据，但是不建议这种用法。在 UserDefaults 里面最好使用object(forKey:)，这是标准用法。

`UserDefaults` 底层也是使用的 `plist` 文件，那它和普通的 `plist` 文件读取有什么区别呢？

主要区别是：UserDefaults会自动帮我们做 plist 文件的存取并在内存中做了缓存。其中需要注意的是UserDefaults对数据的操作影响plist文件的改变这一过程是异步的，也就是说你修改了UserDefaults某一个 key 的值，紧接着去获取这个 key 的值，得到的也会是修改后的值，但此时plist文件中对应的值可能还是修改前的。

从 iOS 8 开始，会有一个常驻进程 cfprefsd 来负责异步更新plist文件这一任务。所以 UserDefaults 的synchronize函数废弃也是有道理的，因为其本质上保证不了调用之后会将值立即存储到 plist 文件中。看一下synchronize函数上的注释吧。

/**
-synchronize is deprecated and will be marked with the API_DEPRECATED macro in a future release.

-synchronize blocks the calling thread until all in-progress set operations have completed. This is no longer necessary. Replacements for previous uses of -synchronize depend on what the intent of calling synchronize was. If you synchronized...
- ...before reading in order to fetch updated values: remove the synchronize call
- ...after writing in order to notify another program to read: the other program can use KVO to observe the default without needing to notify
- ...before exiting in a non-app (command line tool, agent, or daemon) process: call CFPreferencesAppSynchronize(kCFPreferencesCurrentApplication)
- ...for any other reason: remove the synchronize call
*/
open func synchronize() -> Bool

本质上，我们是可以通过文件操作的方式对 UserDefaults 的最终产物 plist 文件进行操作的，但这是有风险的，最好不要这么操作。

使用管理

经常会在一些项目中看到UserDefaults的数据存、取操作，key直接用的字符串魔法变量，搞到最后都不知道项目中UserDefaults到底用了哪些 key，对 key 的管理没有很好的重视起来。下面介绍两种UserDefaults使用管理的两种方式。

protocol

利用 Swift 中protocol可以有默认实现的特性，可以对UserDefaults进行有效的管理。

直接上代码吧，相信大家一看应该就能明白。

/// UserDefaults存储协议，建议用枚举去实现该协议
public protocol UserDefaultsProtocol {
    // MARK: - 存储key

    /// 存储key
    var key: String { get }

    // MARK: - 存在nil

    /// 获取值
    var object: Any? { get }

    /// 获取url
    var url: URL? { get }

    // MARK: - 存在nil，有默认值

    /// 获取字符串值
    var string: String? { get }
    /// 获取字符串值,默认值为空
    var stringValue: String { get }

    /// 获取字典值
    var dictionary: [String: Any]? { get }
    /// 获取字典值,默认值为空
    var dictionaryValue: [String: Any] { get }

    /// 获取列表值
    var array: [Any]? { get }
    /// 获取列表值,默认值为空
    var arrayValue: [Any] { get }

    /// 获取字符串列表值
    var stringArray: [String]? { get }
    /// 获取字符串列表值,默认值为空
    var stringArrayValue: [String] { get }

    /// 获取Data值
    var data: Data? { get }
    /// 获取Data值,默认值为空
    var dataValue: Data { get }

    // MARK: - 不存在nil

    /// 获取Bool值,有默认值
    var bool: Bool { get }

    /// 获取int值,有默认值
    var int: Int { get }

    /// 获取float值,有默认值
    var float: Float { get }

    /// 获取double值,有默认值
    var double: Double { get }

    // MARK: - 方法

    /// 存储
    /// - Parameter object: 存储object型
    func save(object: Any?)

    /// 存储
    /// - Parameter int: 存储int型
    func save(int: Int)

    /// 存储
    /// - Parameter float: 存储float型
    func save(float: Float)

    /// 存储
    /// - Parameter double: 存储double型
    func save(double: Double)

    /// 存储
    /// - Parameter bool: 存储bool型
    func save(bool: Bool)

    /// 存储
    /// - Parameter url: 存储url型
    func save(url: URL?)

    /// 移除
    func remove()
}

// MARK: - 协议方法及计算属性实现

extension UserDefaultsProtocol {
    // MARK: - 存在nil

    /// 获取object
    public var object: Any? {
        return UserDefaults.standard.object(forKey: key)
    }

    /// 获取url
    public var url: URL? {
        return UserDefaults.standard.url(forKey: key)
    }

    // MARK: - 存在nil，有默认值

    /// 获取字符串值
    public var string: String? {
        return UserDefaults.standard.string(forKey: key)
    }

    /// 获取字符串值,默认值为空
    public var stringValue: String {
        return UserDefaults.standard.string(forKey: key) ?? ""
    }

    /// 获取字典值
    public var dictionary: [String: Any]? {
        return UserDefaults.standard.dictionary(forKey: key)
    }

    /// 获取字典值,默认值为空
    public var dictionaryValue: [String: Any] {
        return UserDefaults.standard.dictionary(forKey: key) ?? [String: Any]( "String: Any")
    }

    /// 获取列表值
    public var array: [Any]? {
        return UserDefaults.standard.array(forKey: key)
    }

    /// 获取列表值,默认值为空
    public var arrayValue: [Any] {
        return UserDefaults.standard.array(forKey: key) ?? [Any]( "Any")
    }

    /// 获取字符串列表值
    public var stringArray: [String]? {
        return UserDefaults.standard.stringArray(forKey: key)
    }

    /// 获取字符串列表值,默认值为空
    public var stringArrayValue: [String] {
        return UserDefaults.standard.stringArray(forKey: key) ?? [String]( "String")
    }

    /// 获取Data值
    public var data: Data? {
        return UserDefaults.standard.data(forKey: key)
    }

    /// 获取Data值,默认值为空
    public var dataValue: Data {
        return UserDefaults.standard.data(forKey: key) ?? Data()
    }

    // MARK: - 不存在nil

    /// 获取Bool值
    public var bool: Bool {
        return UserDefaults.standard.bool(forKey: key)
    }

    /// 获取int值
    public var int: Int {
        return UserDefaults.standard.integer(forKey: key)
    }

    /// 获取float值
    public var float: Float {
        return UserDefaults.standard.float(forKey: key)
    }

    /// 获取double值
    public var double: Double {
        return UserDefaults.standard.double(forKey: key)
    }

    // MARK: - 方法

    /// 存储
    /// - Parameter value: 存储object
    public func save(object: Any?) {
        UserDefaults.standard.set(object, forKey: key)
    }

    /// 存储
    /// - Parameter int: 存储int型
    public func save(int: Int) {
        UserDefaults.standard.set(int, forKey: key)
    }

    /// 存储
    /// - Parameter float: 存储float型
    public func save(float: Float) {
        UserDefaults.standard.set(float, forKey: key)
    }

    /// 存储
    /// - Parameter double: 存储double型
    public func save(double: Double) {
        UserDefaults.standard.set(double, forKey: key)
    }

    /// 存储
    /// - Parameter bool: 存储bool型
    public func save(bool: Bool) {
        UserDefaults.standard.set(bool, forKey: key)
    }

    /// 存储
    /// - Parameter url: 存储url型
    public func save(url: URL?) {
        UserDefaults.standard.set(url, forKey: key)
    }

    /// 移除
    public func remove() {
        UserDefaults.standard.removeObject(forKey: key)
    }
}

上述协议主要是将UserDefaults的数据存取操作在协议中定义出来，并给出了协议默认方法实现。在取值的方法上借鉴了SwiftyJSON的思想，为每种基本结构提供可选值及非可选值两种方式，在使用时可根据自己的使用场景灵活使用。

我们如何进行使用呢？见下方代码示例，相关说明见注释。

/// 定义枚举，统一管理 UserDefaults的所有key
enum UserInfoEnum: String {
    case name
    case age
}

extension UserInfoEnum: UserDefaultsProtocol {
    /// 存储key值，可增加前缀、后缀等
    var key: String {
        return "CoderStar_\(rawValue)" rawValue
    }

    /// UserDefaults示例，协议默认实现为 UserDefaults.standard
    /// 如果想存储在另外的plist文件中，便可以单独实现
    var userDefaults: UserDefaults {
        return UserDefaults(suiteName: "CoderStar") ?? UserDefaults.standard
    }
}


func test() {
   /// 存
   UserInfoEnum.age.save(int: 18)

   /// 取
   let name = UserInfoEnum.age.int
}

如果公众号看代码不方便，可以直接访问UserDefaultsProtocol.swift[1]进行查看，或者点击查看原文进行查看。

@propertyWrapper

Swift 5.1 推出了为 SwiftUI 量身定做的@propertyWrapper关键字，翻译过来就是属性包装器，有点类似 java 中的元注解，它的推出其实可以简化很多属性的存储操作，使用场景比较丰富，用来管理UserDefaults只是其使用场景中的一种而已。

先上代码，相关说明请看代码注释。

@propertyWrapper
public struct UserDefaultWrapper<T> {
    let key: String
    let defaultValue: T
    let userDefaults: UserDefaults

    /// 构造函数
    /// - Parameters:
    ///   - key: 存储key值
    ///   - defaultValue: 当存储值不存在时返回的默认值
    public init(_ key: String, defaultValue: T, userDefaults: UserDefaults = UserDefaults.standard) {
        self.key = key
        self.defaultValue = defaultValue
        self.userDefaults = userDefaults
    }

    /// wrappedValue是@propertyWrapper必须需要实现的属性
    /// 当操作我们要包裹的属性时，其具体的set、get方法实际上走的都是wrappedValue的get、set方法
    public var wrappedValue: T {
        get {
            return userDefaults.object(forKey: key) as? T ?? defaultValue
        }
        set {
            userDefaults.setValue(newValue, forKey: key)
        }
    }
}

// MARK: - 使用示例

enum UserDefaultsConfig {
    /// 是否显示指引
    @UserDefaultWrapper("hadShownGuideView", defaultValue: false)
    static var hadShownGuideView: Bool

    /// 用户名称
    @UserDefaultWrapper("username", defaultValue: "")
    static var username: String

    /// 保存用户年龄
    @UserDefaultWrapper("age", defaultValue: nil)
    static var age: Int?
}

func test() {
  /// 存
  UserDefaultsConfig.hadShownGuideView = true
  /// 取
  let hadShownGuideView = UserDefaultsConfig.hadShownGuideView
}

最后

一定要更加努力呀！

Let's be CoderStar!

参考资料

[1]UserDefaultsProtocol.swift: https://github.com/Coder-Star/LTXiOSUtils/blob/master/LTXiOSUtils/Classes/Util/UserDefaultsProtocol.swift

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原始发表：2021-07-28，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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