如何解决SharedPreferences引起的ANR问题
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SharedPreferences存在的问题
SP的效率比较低
1.读写方式:直接I/O 2.数据格式:xml 3.写入方式:全量更新
由于SP使用的xml格式保存数据,所以每次更新数据只能全量替换更新数据 这意味着如果我们有100个数据,如果只更新一项数据,也需要将所有数据转化成xml格式,然后再通过io写入文件中 这也导致SP的写入效率比较低
commit导致的ANR
public boolean commit() { // 在当前线程将数据保存到mMap中 MemoryCommitResult mcr = commitToMemory(); SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, null); try { // 如果是在singleThreadPool中执行写入操作,通过await()暂停主线程,直到写入操作完成。 // commit的同步性就是通过这里完成的。 mcr.writtenToDiskLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { return false; } /* * 回调的时机: * 1\. commit是在内存和硬盘操作均结束时回调 * 2\. apply是内存操作结束时就进行回调 */ notifyListeners(mcr); return mcr.writeToDiskResult; }
如上所示 1.commit有返回值,表示修改是否提交成功 2.commit提交是同步的,直到磁盘操作成功后才会完成
所以当数据量比较大时,使用commit很可能引起ANR
Apply导致的ANR
commit是同步的,同时SP也提供了异步的apply apply是将修改数据原子提交到内存, 而后异步真正提交到硬件磁盘, 而commit是同步的提交到硬件磁盘,因此,在多个并发的提交commit的时候,他们会等待正在处理的commit保存到磁盘后在操作,从而降低了效率。而apply只是原子的提交到内容,后面有调用apply的函数的将会直接覆盖前面的内存数据,这样从一定程度上提高了很多效率
但是apply同样会引起ANR的问题
public void apply() { final long startTime = System.currentTimeMillis(); final MemoryCommitResult mcr = commitToMemory(); final Runnable awaitCommit = new Runnable() { @Override public void run() { mcr.writtenToDiskLatch.await(); // 等待 ...... } }; // 将 awaitCommit 添加到队列 QueuedWork 中 QueuedWork.addFinisher(awaitCommit); Runnable postWriteRunnable = new Runnable() { @Override public void run() { awaitCommit.run(); QueuedWork.removeFinisher(awaitCommit); } }; SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, postWriteRunnable); }
将一个
awaitCommit
的Runnable
任务,添加到队列QueuedWork
中,在awaitCommit
中会调用await()
方法等待,在handleStopService
、handleStopActivity
等等生命周期会以这个作为判断条件,等待任务执行完毕将一个
postWriteRunnable
的Runnable
写任务,通过enqueueDiskWrite
方法,将写入任务加入到队列中,而写入任务在一个线程中执行
为了保证异步任务及时完成,当生命周期处于 handleStopService()
、 handlePauseActivity()
、 handleStopActivity()
的时候会调用 QueuedWork.waitToFinish()
会等待写入任务执行完毕
private static final ConcurrentLinkedQueuesPendingWorkFinishers = new ConcurrentLinkedQueue (); public static void waitToFinish() { Runnable toFinish; while ((toFinish = sPendingWorkFinishers.poll()) != null) { toFinish.run(); // 相当于调用 `mcr.writtenToDiskLatch.await()` 方法 } }
sPendingWorkFinishers
是ConcurrentLinkedQueue
实例,apply
方法会将写入任务添加到sPendingWorkFinishers
队列中,在单个线程的线程池中执行写入任务,线程的调度并不由程序来控制,也就是说当生命周期切换的时候,任务不一定处于执行状态toFinish.run()
方法,相当于调用mcr.writtenToDiskLatch.await()
方法,会一直等待waitToFinish()
方法就做了一件事,会一直等待写入任务执行完毕,其它什么都不做,当有很多写入任务,会依次执行,当文件很大时,效率很低,造成 ANR 就不奇怪了
所以当数据量比较大时,apply
也会造成ANR
getXXX() 导致ANR
不仅是写入操作,所有 getXXX() 方法都是同步的,在主线程调用 get 方法,必须等待 SP 加载完毕,也有可能导致ANR 调用 getSharedPreferences()
方法,最终会调用 SharedPreferencesImpl#startLoadFromDisk()
方法开启一个线程异步读取数据。
private final Object mLock = new Object(); private boolean mLoaded = false; private void startLoadFromDisk() { synchronized (mLock) { mLoaded = false; } new Thread("SharedPreferencesImpl-load") { public void run() { loadFromDisk(); } }.start(); }
正如你所看到的,开启一个线程异步读取数据,当我们正在读取一个比较大的数据,还没读取完,接着调用 getXXX()
方法。
public String getString(String key, @Nullable String defValue) { synchronized (mLock) { awaitLoadedLocked(); String v = (String)mMap.get(key); return v != null ? v : defValue; } } private void awaitLoadedLocked() { ...... while (!mLoaded) { try { mLock.wait(); } catch (InterruptedException unused) { } } ...... }
在同步方法内调用了 wait()
方法,会一直等待 getSharedPreferences()
方法开启的线程读取完数据才能继续往下执行,如果读取几 KB 的数据还好,假设读取一个大的文件,势必会造成主线程阻塞。
MMKV的使用
MMKV 是基于 mmap 内存映射的 key-value 组件,底层序列化/反序列化使用 protobuf 实现,性能高,稳定性强。从 2015 年中至今在微信上使用,其性能和稳定性经过了时间的验证。近期也已移植到 Android / macOS / Win32 / POSIX 平台,一并开源。
MMKV优点
1.MMKV实现了SharedPreferences接口,可以无缝切换 2.通过 mmap 内存映射文件,提供一段可供随时写入的内存块,App 只管往里面写数据,由操作系统负责将内存回写到文件,不必担心 crash 导致数据丢失。 3.MMKV数据序列化方面选用 protobuf 协议,pb 在性能和空间占用上都有不错的表现 4.SP是全量更新,MMKV是增量更新,有性能优势
详细的使用细节可以参考文档:github.com/Tencent/MMK…
MMKV原理
为什么MMKV写入速度更快
IO操作
我们知道,SP是写入是基于IO操作的,为了了解IO,我们需要先了解下用户空间与内核空间 虚拟内存被操作系统划分成两块:用户空间和内核空间,用户空间是用户程序代码运行的地方,内核空间是内核代码运行的地方。为了安全,它们是隔离的,即使用户的程序崩溃了,内核也不受影响。
写文件流程:1、调用write,告诉内核需要写入数据的开始地址与长度 2、内核将数据拷贝到内核缓存 3、由操作系统调用,将数据拷贝到磁盘,完成写入
MMAP
Linux通过将一个虚拟内存区域与一个磁盘上的对象关联起来,以初始化这个虚拟内存区域的内容,这个过程称为内存映射(memory mapping)。
对文件进行mmap,会在进程的虚拟内存分配地址空间,创建映射关系。 实现这样的映射关系后,就可以采用指针的方式读写操作这一段内存,而系统会自动回写到对应的文件磁盘上
MMAP优势
MMAP对文件的读写操作只需要从磁盘到用户主存的一次数据拷贝过程,减少了数据的拷贝次数,提高了文件读写效率。
MMAP使用逻辑内存对磁盘文件进行映射,操作内存就相当于操作文件,不需要开启线程,操作MMAP的速度和操作内存的速度一样快;
MMAP提供一段可供随时写入的内存块,App 只管往里面写数据,由操作系统如内存不足、进程退出等时候负责将内存回写到文件,不必担心 crash 导致数据丢失。
可以看出,MMAP的写入速度基本与内存写入速度一致,远高于SP,这就是MMKV写入速度更快的原因
MMKV写入方式
SP的数据结构
SP是使用XML格式存储数据的,如下所示
但是这也导致SP如果要更新数据的话,只能全量更新
MMKV数据结构
MMKV数据结构如下
MMKV使用Protobuf存储数据,冗余数据更少,更省空间,同时可以方便地在末尾追加数据
写入方式
增量写入不管key是否重复,直接将数据追加在前数据后。 这样效率更高,更新数据只需要插入一条数据即可。
当然这样也会带来问题,如果不断增量追加内容,文件越来越大,怎么办? 当文件大小不够,这时候需要全量写入。将数据去掉重复key后,如果文件大小满足写入的数据大小,则可以直接更新全量写入,否则需要扩容。(在扩容时根据平均每个K-V大小计算未来可能需要的文件大小进行扩容,防止经常性的全量写入)
MMKV三大优势
mmap防止数据丢失,提高读写效率;
精简数据,以最少的数据量表示最多的信息,减少数据大小;
增量更新,避免每次进行相对增量来说大数据量的全量写入。
到此,关于“如何解决SharedPreferences引起的ANR问题”的学习就结束了,希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习,快去试试吧!若想继续学习更多相关知识,请继续关注创新互联网站,小编会继续努力为大家带来更多实用的文章!
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