第11章：离线支持与同步策略

如何设计离线优先的应用程序

1. 离线优先的核心原则

  • 数据可用性优先：确保应用在无网络时仍能访问核心功能所需的所有数据
  • 本地存储作为唯一真实源：将SwiftData作为数据的权威来源，网络同步作为辅助
  • 显式同步状态：通过UI明确告知用户数据同步状态（如"已保存本地"、"同步中"等）

2. 架构设计模式

// 示例：基础存储层协议
protocol DataStore {
    func fetchItems() throws -> [Item]
    func saveItem(_ item: Item) throws
    func deleteItem(_ item: Item) throws
}

// SwiftData实现
class SwiftDataStore: DataStore {
    private let context: ModelContext
    
    init(context: ModelContext) {
        self.context = context
    }
    
    func fetchItems() throws -> [Item] {
        let descriptor = FetchDescriptor<Item>()
        return try context.fetch(descriptor)
    }
    
    // ...其他CRUD操作实现
}

3. 数据同步策略

  • 变更追踪机制：
    • 为模型添加lastModified时间戳字段
    • 使用@Model的自动变更跟踪功能
@Model 
class Note {
    var title: String
    var content: String
    var lastModified: Date
    
    // 自动标记修改时间
    func update(content: String) {
        self.content = content
        self.lastModified = Date()
    }
}
  • 增量同步：
    • 只同步自上次同步后修改的记录
    • 实现冲突解决策略（最后修改胜出/手动合并）

4. 网络状态处理

// 网络状态监测
import Network

class NetworkMonitor {
    static let shared = NetworkMonitor()
    private let monitor = NWPathMonitor()
    private(set) var isConnected = false
    
    private init() {
        monitor.pathUpdateHandler = { [weak self] path in
            self?.isConnected = path.status == .satisfied
            NotificationCenter.default.post(name: .networkStatusChanged, object: nil)
        }
        monitor.start(queue: DispatchQueue.global(qos: .background))
    }
}

// 在SwiftUI中使用
struct ContentView: View {
    @State private var isOnline = false
    
    var body: some View {
        Text(isOnline ? "Online" : "Offline")
            .onReceive(NotificationCenter.default.publisher(for: .networkStatusChanged)) { _ in
                isOnline = NetworkMonitor.shared.isConnected
            }
    }
}

5. 同步队列设计

  • 操作队列：将需要同步的操作放入持久化队列
  • 指数退避重试：对于失败的同步操作实现智能重试
class SyncQueue {
    private let context: ModelContext
    private var pendingOperations = [SyncOperation]()
    
    func enqueueOperation(_ operation: SyncOperation) {
        // 保存到SwiftData中实现持久化队列
        context.insert(operation)
        try? context.save()
    }
    
    func processQueue() {
        guard NetworkMonitor.shared.isConnected else { return }
        
        let descriptor = FetchDescriptor<SyncOperation>(
            sortBy: [SortDescriptor(\.createdAt)]
        )
        
        guard let operations = try? context.fetch(descriptor) else { return }
        
        operations.forEach { operation in
            operation.execute { success in
                if success {
                    context.delete(operation)
                    try? context.save()
                }
            }
        }
    }
}

6. 用户界面考虑

  • 离线状态指示器：在UI中清晰显示当前连接状态
  • 本地修改标记：视觉上区分已同步和未同步数据
  • 手动同步触发：提供显式的"立即同步"按钮

7. 测试策略

  • 模拟网络条件：
    • 使用Xcode的Network Link Conditioner
    • 创建可控制的网络状态模拟环境
#if DEBUG
struct MockNetworkMonitor: NetworkMonitorProtocol {
    var isConnected: Bool = true
    
    func simulateConnectionLoss() {
        isConnected = false
    }
}
#endif

8. 性能优化

  • 批量同步：避免单条记录频繁同步
  • 差分更新：只传输变化的字段而非整个对象
  • 本地缓存策略：根据使用频率决定哪些数据需要预加载

通过以上设计模式和技术实现，可以构建出既能在离线状态下提供完整功能，又能在网络恢复时智能同步数据的稳健应用程序。

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