Android五大存储之SharedPreferences(二)

SharedPreferences性能问题

1. 跨进程不安全。由于没有使用跨进程的锁，就算使用 MODE_MULTI_PROCESS，SharedPreferences 在跨进程频繁读写有可能导致数据全部丢失。根据线上统计，SharedPreferences 大约会有万分之一的损坏率。
2. 加载缓慢。SharedPreferences 文件的加载使用了异步线程，而且加载线程并没有设置优先级，如果这个时候读取数据就需要等待文件加载线程的结束。这就导致主线程等待低优先线程锁的问题，比如一个 100KB 的 SP 文件读取等待时间大约需要 50 ~ 100ms，并且建议大家提前用预加载启动过程用到的 SP 文件。
3. 全量写入。无论是 commit() 还是 apply()，即使我们只改动其中一个条目，都会把整个内容全部写到文件。而且即使我们多次写同一个文件，SP 也没有将多次修改合并为一次，这也是性能差的重要原因之一。
4. 卡顿。由于提供了异步落盘的 apply 机制，在崩溃或者其它一些异常情况可能会导致数据丢失。所以当应用收到系统广播，或者被调用 onPause 等一些时机，系统会强制把所有的 SharedPreferences 对象的数据落地到磁盘。如果没有落地完成，这时候主线程会被一直阻塞。这样非常容易造成卡顿，甚至是ANR，从线上数据来看 SP 卡顿占比一般会超过 5%。

系统提供的 SharedPreferences 的应用场景是用来存储一些非常简单、轻量的数据。我们不要使用它存储过于复杂的数据，例如 HTML、JSON 等。而且 SharedPreferences 的文件存储性能与文件大小有关，每个 SP 文件不能过大，我们不要将毫无关联的配置项保存在同一个文件中，同时考虑将频繁修改的条目单独隔离出来

数据丢失分析

SharedPrefenerces 提供了线程安全操作（内部有大量Synchronized方法），但是并不能保证跨进程数据的安全，也就是在跨进程访问时可能会导致文件损坏（但并不局限于多进程场景）。

• 文件为什么会损坏

为什么会文件损坏？在回答该问题之前先要明确一下什么是文件损坏？一个文件的格式或者内容，如果没有按照应用程序写入的结果都属于文件损坏。它不只是文件格式错误，文件内容丢失可能才是最常出现的，SharedPreferences 跨进程读写就非常容易出现数据丢失的情况。
我们可以从应用程序、文件系统和磁盘三个角度来审视这个问题。

1. 应用程序。大部分的 I/O 方法都不是原子操作的，文件的跨进程或者多线程写入、使用一个已经关闭的文件描述符 fd 来操作文件，它们都有可能导致数据被覆盖或者删除。事实上，大部分的文件损坏都是因为应用程序代码设计考虑不当导致的，并不是文件系统或者磁盘的问题。
2. 文件系统。虽说内核崩溃或者系统突然断电都有可能导致文件系统损坏，不过文件系统也做了很多的保护措施。例如 system 分区保证只读不可写，增加异常检查和恢复机制等。
3. 磁盘。手机上使用的闪存是电子式的存储设备，所以资料传输过程可能会发生电子遗失等现象导致数据错误。不过闪存也会使用 ECC、多级编码等方式增加数据的可靠性，一般来说出现这种情况的可能性比较小。

SharedPreferences 的落盘机制：

1. SharedPreferences 的备份文件
   mBackupFile 是原始文件的备份文件，如：.../config.xml.bak（config 为 SharedPreferences 的文件名）
2. mBackupFile 备份文件的作用
   无论我们使用 SharedPreferences 的 commit() 或 apply() 提交数据，都会调用到 writeToFile 方法：
   wirteToFile 方法的作用是将我们前面一系列的 putXxx 或 remove 后的数据落盘到存储设备（在移动设备一般指的是 Flash 闪存）。
3. 写入文件分析
   SharedPreferences 的写入操作，首先是将源文件备份：mFile.renameTo(mBackupFile) 再写入所有数据，只有写入成功，并且通过 sync 完成落盘后，才会将 Backup（.bak） 文件删除。如果写入过程中进程被杀，或者关机等非正常情况发生。进程再次启动后如果发现该 SharedPreferences 存在 Backup 文件，就将 Backup 文件重名为源文件，原本未完成写入的文件就直接丢弃，这样最多也就是未完成写入的数据丢失，它能保证最后一次落盘（真正落盘）成功后的数据。也正式这个 BackUp 机制，导致多进程可能会丢失新写入的数据。但也不是只有多进程场景才会发生数据丢失的情况

总结

SharedPreferences 是我们日常经常使用的存储方法，但是里面的确会有大大小小的暗坑。所以我们需要充分了解它们的优缺点，这样在工作中可以更好地使用和优化。
总的来说，我们需要结合应用场景选择合适的数据存储方法。除了 SharedPreferences，Android 还为应用开发者提供了其它存储数据的方法。
对系统提供的 SharedPreferences 的小修小补虽然性能有所提升，但是依然不能彻底解决问题。基本每个大公司都会自研一套替代的存储方案，比如微信最近就开源了MMKV

参考文档：https://www.jianshu.com/p/f5a29bce2e6f