Pragmatic Core Data

2. Welcome
3. Pragmatic Core Data CocoaHeads Stockholm, November 9th 2015 @floriankugler
4. Who has worked with Core Data?
6. Performance & Concurrency
7. I can't tell you what's the right way
8. I want to show you how to reason about it for yourself
9. Understanding is key
10. Performance
11. ┌─────────────────────────────────┐ │ Managed Object Context │ │ │ │ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │ │ │ Managed │ │ Managed │ │ │ │ Object │ │ Object │ │ │ └───────────┘ └───────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ ▲ │ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌─────────────────────────┐ │ │ │ Persistent Store │ │ │ └─────────────────────────┘ │ │ ▲ │ └────────────────┼────────────────┘ │ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ SQLite │ └─────────────────────────────────┘
12. ┌─────────────────────────────────┐ │ Managed Object Context │ │ │ │ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │ │ │ Managed │ │ Managed │ │ Context Tier │ │ Object │ │ Object │ │ │ └───────────┘ └───────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ ▲ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌─────────────────────────┐ │ Coordinator Tier │ │ Persistent Store │ │ │ └─────────────────────────┘ │ │ ▲ │ └────────────────┼────────────────┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ▼ ┌─────────────────────────────────┐ │ SQLite │ SQLite Tier └─────────────────────────────────┘
13. The Context Tier → In-memory → Not thread safe → Lock-free
14. Working in the Context Tier → Testing for faults → Accessing properties (on materialized objects) → Traversing to-one relationships (on materialized objects) → Traversing to-many relationships (on materialized relationships)
15. Working in the Context Tier → Faulting in objects with objectWithID(_:) → objectRegisteredForID(_:) → Making changes → (Saving a child context)
16. The Coordinator Tier → In-memory → Thread safe → Potential lock contention
17. Working in the Coordinator Tier → Accessing properties (on faults whose data is in the row cache)
18. The SQLite Tier → Disk I/O → Thread-safe → Potential lock contention
19. Working with the SQLite Tier → Fetch requests → resultType → includesPropertyValues → returnsObjectsAsFaults → shouldRefreshRefetchedObjects → includesPendingChanges
20. Application │ ▲ │ │ │ Object │ Faults ───────────────────────────────┼──────────────────────────────────────┼────────── Context ▼ │ ┌─────────────────────────────────────────────────────┼─────────┐ │ executeFetchRequest(_:) │ │ │ Accounts for │ │ pending changes │ └───────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ ▲ │ │ │ Object Faults ───────────────────────────────┼──────────────────────────────────────┼────────── Coordinator │ │ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ┐ Store ▼ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ executeRequest(_:withContext:) │ │ └────────────────────────────────────────────────────────┘ │ │ ▲ │ │ ┌───────────────┐ │ │ │ │ Row Cache │⾢─────────┤ │ SQL statement └───────────────┘ │ │ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│─ ─ ─ ─ ─ │ │ ───────────────────────────────┼──────────────────────────────────────┼────────── SQLite │ │ │ Returns raw data │ │ └──────────▶ Executes Query ───────────┘
21. Working with the SQLite Tier → Saving (root contexts) → Accessing properties (on faults whose data isn't in the row cache)
22. Profiling
23. Core Data Instruments
24. Core Data Instruments
25. SQLDebug Output -com.apple.CoreData.SQLDebug 1
26. SQLDebug Output sql: SELECT t0.Z_ENT, t0.Z_PK, t0.Z_OPT, t0.ZMARKEDFORDELETIONDATE, t0.ZNUMBEROFMOODS, t0.ZNUMERICISO3166CODE, t0.ZUNIQUENESSDUMMY, t0.ZUPDATEDAT, t0.ZNUMBEROFCOUNTRIES, t0.ZCONTINENT FROM ZGEOGRAPHICREGION t0 WHERE t0.Z_PK = ? annotation: sql connection fetch time: 0.0005s annotation: total fetch execution time: 0.0008s for 1 rows. annotation: fault fulfilled from database for : 0xd000000000100002 <x-coredata://DE6497F9-8B94-420D-81B7-E25B992E28C2/Country/p4>
27. Best Performance?
28. Understand Core Data's performance characteristics
29. Understand Core Data's performance characteristics Reason about your app's behavior
30. Understand Core Data's performance characteristics Reason about your app's behavior Make the right choice for your project
31. Concurrency
32. The Big Controversy To Nest or not to Nest
33. The Problem of General Recommendations
34. Don't Take Our Word for It Reason About It Yourself
35. Parallel Contexts ┌─────────────────────────┐ ┌─────────────────────────┐ │ Main Queue Context │ │ Private Queue Context │ └────────────▲────────────┘ └────────────▲────────────┘ └─────────────┬─────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Persistent Store │ │ │ └───────────────────────▲───────────────────────┘ │ └──────────────────────────┼──────────────────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ SQLite │ └─────────────────────────────────────────────────────┘
36. Parallel Contexts Advantages → Requests don't block the other context's queue → Merging changes can ignore objects that are not used
37. Parallel Contexts Disadvantages → Saves cause I/O on main queue
38. Multiple Coordinators ┌──────────────────────────────────┐ ┌──────────────────────────────────┐ │ Main Queue Context │ │ Private Queue Context │ └─────────────────▲────────────────┘ └─────────────────▲────────────────┘ │ │ ┌─────────────────▼────────────────┐ ┌─────────────────▼────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ │ │ ┌────────────────────────────┐ │ │ ┌────────────────────────────┐ │ │ │ Persistent Store │ │ │ │ Persistent Store │ │ │ └──────────────▲─────────────┘ │ │ └─────────────▲──────────────┘ │ └─────────────────┼────────────────┘ └────────────────┼─────────────────┘ │ │ ┌─────────────────▼────────────────────────────────────▼─────────────────┐ │ SQLite │ └────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
39. Multiple Coordinators Advantages → Context and coordinator tier are independent → Point of contention pushed down to SQLite
40. Multiple Coordinators Disadvantages → Stacks don't share the row cache → Can't share object IDs between stacks (Use URIRepresentation)
41. Nested Contexts ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │ Private Queue Context │ └──────────────────────────▲──────────────────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ Main Queue Context │ └──────────────────────────▲──────────────────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ Private Queue Context │ └──────────────────────────▲──────────────────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Persistent Store │ │ │ └───────────────────────▲───────────────────────┘ │ └──────────────────────────┼──────────────────────────┘ │ ┌──────────────────────────▼──────────────────────────┐ │ SQLite │ └─────────────────────────────────────────────────────┘
42. Nested Contexts Advantages → Save I/O happens on background queue → No race conditions to handle when deleting objects
43. Nested Contexts Disadvantages → Requests in worker contexts block main queue → Saving a child pushes all changes into the parent → Every save has to go through the main context → No merge policies → Complexity of temporary vs. permanent IDs
44. Which Stack Should You Use?
45. Understand the Tradeoffs Reason for Your Project Make a Choice
46. Save Conflicts
47. Two-Step Optimistic Locking 1. Between the snapshot and the data in the persistent store's row cache 2. Between the persistent store's row cache and the data in SQLite
48. Context-Coordinator Conflict ┌─────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────┐ │ Managed Object Context │ │ Managed Object Context │ │ │ │ │ │ ┌─────────────┌────────────┐ │ │ ┌──────────────┌────────────┐ │ │ │ Snapshot V1 │ Foo │ │ │ │ Snapshot V1 │ Foo │ │ │ └─────────────└────────────┘ │ │ └──────────────└────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────┘ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V1 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
49. Context-Coordinator Conflict ┌─────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────┐ │ Managed Object Context │ │ Managed Object Context │ │ │ │ │ │ ┌─────────────┌────────────┐ │ │ ┌──────────────┌────────────┐ │ │ │ Snapshot V1 │ Foo │ │ │ │ Snapshot V2 │ Foo │ │ │ └─────────────└────────────┘ │ │ └──────────────└────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────┘ │ ┌───────save──────┘ ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V2 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
50. Context-Coordinator Conflict ┌─────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────┐ │ Managed Object Context │ │ Managed Object Context │ │ │ │ │ │ ┌─────────────┌────────────┐ │ │ ┌──────────────┌────────────┐ │ │ │ Snapshot V1 │ Foo │ │ │ │ Snapshot V2 │ Foo │ │ │ └─────────────└────────────┘ │ │ └──────────────└────────────┘ │ └─────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────┘ │ └──────fail!───────┐ ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V2 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
51. Coordinator-SQLite Conflict ┌─────────────────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V1 │ Row Cache │ │ │ │ │ Snapshot V1 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────────────────┘ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SQLite │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Row V1 │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
52. Coordinator-SQLite Conflict ┌─────────────────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V1 │ Row Cache │ │ │ │ │ Snapshot V2 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────────────────┘ │ ┌─────────save──────────┘ ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SQLite │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Row V2 │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
53. Coordinator-SQLite Conflict ┌─────────────────────────────────────────────┐ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ Persistent Store Coordinator │ │ Persistent Store Coordinator │ │ │ │ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ ┌───────────────────────────────────────┐ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ │ │ Snapshot V1 │ Row Cache │ │ │ │ │ Snapshot V2 │ Row Cache │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ │ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ │ └───────────────────────────────────────┘ │ └─────────────────────────────────────────────┘ └─────────────────────────────────────────────┘ │ └─────────fail!──────────┐ ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SQLite │ │ │ │ ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Row V2 │ │ │ └────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ └──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
54. Beyond Core Data
55. Do Not Look for Recipes
56. Look for Explanations & Think Them Through
57. Apply This Knowledge to Your Situation
58. Thank You! @floriankugler