SharedPreferences原理分析

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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