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SharedPreferences原理分析

SharedPreferences原理分析

作者: 梦星夜雨 | 来源:发表于2021-06-19 22:10 被阅读0次

    前言
    想要实现简单数据的持久化,我们首先会想到的方法肯定是SharedPreferences,有没有思考过这个我们使用了很久的类有什么缺点。
    getSharedPreferences的实现是在ContextImpl里面。
    源码分析:
    getSharedPreferences(packageName, MODE_PRIVATE) => getSharedPreferencesPath(name) =>getSharedPreferences(file, mode)
    其实getSharedPreferences的源码很简单,通过getSharedPreferencesPath返回一个File,由源码可知,SharedPreferences内部存储使用的是xml文件。

    public File getSharedPreferencesPath(String name) {
            return makeFilename(getPreferencesDir(), name + ".xml");
        }
    public SharedPreferences getSharedPreferences(File file, int mode) {
            SharedPreferencesImpl sp;
            synchronized (ContextImpl.class) {
                final ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl> cache = getSharedPreferencesCacheLocked();
                sp = cache.get(file);
                if (sp == null) {
                    checkMode(mode);
                    if (getApplicationInfo().targetSdkVersion >= android.os.Build.VERSION_CODES.O) {
                        if (isCredentialProtectedStorage()
                                && !getSystemService(UserManager.class)
                                        .isUserUnlockingOrUnlocked(UserHandle.myUserId())) {
                            throw new IllegalStateException("SharedPreferences in credential encrypted "
                                    + "storage are not available until after user is unlocked");
                        }
                    }
                    sp = new SharedPreferencesImpl(file, mode);
                    cache.put(file, sp);
                    return sp;
                }
            }
            if ((mode & Context.MODE_MULTI_PROCESS) != 0 ||
                getApplicationInfo().targetSdkVersion < android.os.Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB) {
                // If somebody else (some other process) changed the prefs
                // file behind our back, we reload it.  This has been the
                // historical (if undocumented) behavior.
                sp.startReloadIfChangedUnexpectedly();
            }
            return sp;
        }
    

    我们根据文件首先去缓存(ArrayMap)里面找,如果没有找到,那么就创建SharedPreferencesImpl对象。
    在SharedPreferencesImpl的构造方法中,会调用startLoadFromDisk()方法。然后通过BufferedInputStream去操作文件。

    private void startLoadFromDisk() {
            synchronized (mLock) {
                mLoaded = false;
            }
            new Thread("SharedPreferencesImpl-load") {
                public void run() {
                    loadFromDisk();
                }
            }.start();
        }
    private void loadFromDisk() {
            ...
            Map<String, Object> map = null;
            StructStat stat = null;
            Throwable thrown = null;
            try {
                stat = Os.stat(mFile.getPath());
                if (mFile.canRead()) {
                    BufferedInputStream str = null;
                    try {
                        str = new BufferedInputStream(
                                new FileInputStream(mFile), 16 * 1024);
                        map = (Map<String, Object>) XmlUtils.readMapXml(str);
                    } catch (Exception e) {
                        Log.w(TAG, "Cannot read " + mFile.getAbsolutePath(), e);
                    } finally {
                        IoUtils.closeQuietly(str);
                    }
                }
            } catch (ErrnoException e) {
                // An errno exception means the stat failed. Treat as empty/non-existing by
                // ignoring.
            } catch (Throwable t) {
                thrown = t;
            }
    
            ...
        }
    

    接下来我们分析SharedPreferences的存储数据的源码。
    我们以getString方法为例,其实就是从map中取出对应的值。这个map的值就是在loadFromDisk()方法中通过读取file得到的。当然如果是空的话就会创建一个HashMap。

    public String getString(String key, @Nullable String defValue) {
            synchronized (mLock) {
                awaitLoadedLocked();
                String v = (String)mMap.get(key);
                return v != null ? v : defValue;
            }
        }
    

    下面我们分析put的流程。

    mEditor = mSharedPreferences.edit()
    mEditor.putInt(random.nextInt().toString(), random.nextInt()).commit()
    
     public Editor edit() {
            synchronized (mLock) {
                awaitLoadedLocked();
            }
    
            return new EditorImpl();
        }
    public Editor putInt(String key, int value) {
                synchronized (mEditorLock) {
                    mModified.put(key, value);
                    return this;
                }
            }
    public boolean commit() {
                long startTime = 0;
    
                if (DEBUG) {
                    startTime = System.currentTimeMillis();
                }
    
                MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
    
                SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(
                    mcr, null /* sync write on this thread okay */);
                try {
                    mcr.writtenToDiskLatch.await();
                } catch (InterruptedException e) {
                    return false;
                }
                notifyListeners(mcr);
                return mcr.writeToDiskResult;
            }
    public void apply() {
                final long startTime = System.currentTimeMillis();
    
                final MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
                final Runnable awaitCommit = new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            try {
                                mcr.writtenToDiskLatch.await();
                            } catch (InterruptedException ignored) {
                            }
    
                            if (DEBUG && mcr.wasWritten) {
                                Log.d(TAG, mFile.getName() + ":" + mcr.memoryStateGeneration
                                        + " applied after " + (System.currentTimeMillis() - startTime)
                                        + " ms");
                            }
                        }
                    };
    
                QueuedWork.addFinisher(awaitCommit);
    
                Runnable postWriteRunnable = new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            awaitCommit.run();
                            QueuedWork.removeFinisher(awaitCommit);
                        }
                    };
    
                SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, postWriteRunnable);
                notifyListeners(mcr);
            }
    private void enqueueDiskWrite(final MemoryCommitResult mcr,
                                      final Runnable postWriteRunnable) {
            final boolean isFromSyncCommit = (postWriteRunnable == null);
    
            final Runnable writeToDiskRunnable = new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        synchronized (mWritingToDiskLock) {
                            writeToFile(mcr, isFromSyncCommit);
                        }
                        synchronized (mLock) {
                            mDiskWritesInFlight--;
                        }
                        if (postWriteRunnable != null) {
                            postWriteRunnable.run();
                        }
                    }
                };
            if (isFromSyncCommit) {
                boolean wasEmpty = false;
                synchronized (mLock) {
                    wasEmpty = mDiskWritesInFlight == 1;
                }
                if (wasEmpty) {
                    writeToDiskRunnable.run();
                    return;
                }
            }
    
            QueuedWork.queue(writeToDiskRunnable, !isFromSyncCommit);
        }
    

    edit()方法会创建一个EditorImpl对象,所以我们不应该在循环中调用edit()方法。
    EditorImpl是SharedPreferencesImpl中的一个内部类。putInt()方法实际上就是将值存储到EditorImpl中的HashMap中。
    最后调用commit()方法进行提交。这里我们注意commitToMemory()和enqueueDiskWrite(mcr, null )这两个方法。源码我就不贴了,有兴趣的可以自己去看看。
    commitToMemory()方法作用是将需要写入文件的数据存储到一个map中即mapToWriteToDisk。
    enqueueDiskWrite()方法会新建一个线程调用writeToFile()方法将上一步中的map数据通过FileOutputStream写入到xml文件中。
    apply()方法我们稍后分析。

    apply()是否会造成ANR?

    答案是肯定的,我们都知道apply()方法采用的是异步,使用线程进行提交,那么为什么会造成ANR。
    在apply()方法中我们会新建一个任务进行数据的保存,然后调用 QueuedWork.queue(writeToDiskRunnable, !isFromSyncCommit)加入队列。
    我们都知道创建Activity时会在ActivityThread中调用handlePauseActivity方法。
    在handlePauseActivity()方法中有一个QueuedWork.waitToFinish()等待队列完成。所以,当任务所需时间过长时,这时候我们跳转Activity的时候,依旧会造成ANR。

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