Android开发-存储框架技术总结 - 教程

一、MMKV模块

MMKV 之所以成为 SharedPreferences 的优质替代方案，主要在于其在多个维度的显著优势。首先，在性能上，MMKV 底层技术采用了内存映射（mmap）技术，将文件直接映射到内存，使得数据读写操作直接在内存中完成，并由操作系统异步刷盘，从而彻底避免了传统 SharedPreferences 同步 I/O 带来的主线程阻塞问题。这使得 MMKV 的读写速度比 SharedPreferences 快数百倍，有效解决了应用卡顿和 ANR（应用无响应）的痛点。

其次，在多进程环境下，MMKV 提供了可靠的数据一致性保障。它通过 Linux 内核级的 flock() 原子锁机制来管理读写，有效避免了多进程并发操作可能导致的数据错乱。同时，MMKV 利用匿名共享内存传输数据，实现了无需序列化的跨进程通信，大大提升了数据同步的效率和安全性。

此外，MMKV 在数据格式和内存管理上也进行了深度优化。它使用Protobuf 二进制编码，不仅数据体积更小，序列化与反序列化速度也更快，且静态类型系统从编译期就确保了类型安全。在内存管理方面，MMKV 内置了 LRU 缓存机制，能够智能地释放不常用的内存，并使用弱引用避免了 Activity 内存泄漏，确保了应用运行的稳定性。

最后，MMKV 在易用性和功能扩展方面也表现出色。它提供了便捷的一键迁移工具，帮助开发者平滑地从 SharedPreferences 切换。同时，内置的AES 加密功能、事务性批量写入以及对 Parcelable 对象的直接支持，都极大地简化了开发工作，并满足了高安全性与高效率的开发需求。总而言之，MMKV 依据底层技术的革新，全面超越了 SharedPreferences，成为现代 Android 应用数据存储的理想选择。

二、UniKV模块

UniKV 是一种基于SQLite的键值对存储方案，它旨在处理传统 SharedPreferences 在数据一致性和多进程并发方面的痛点。UniKV 的核心优势在于它充分利用了 SQLite 数据库的强大能力，将所有数据存储在一个 SQLite 表中。这使得 UniKV 能够获得ACID事务协助，确保即使在应用崩溃或多进程同时写入的极端情况下，资料也能保持完整和一致，有用避免了材料损坏和错乱。

在具体达成上，UniKV 借鉴了 SQLite 的文件锁机制来保障多进程安全，确保任何时候都只有一个进程能对数据库进行写入操作，从而杜绝了数据竞争问题。同时，为了提升性能，UniKV 在内存中引入了LRU 缓存，优先从内存中读取数据，只有在缓存未命中时才访问磁盘，并通过批量提交事务来减少写入次数，实现了在保证高可靠性的同时兼顾了读写效率

三、内存映射挑战

在进程间利用共享内存进行通信时，数据从进程A传递到进程B通常只发生一次数据拷贝。这是因为共享内存的实现机制是，操作系统将同一块物理内存区域映射到两个进程的虚拟地址空间，进程A将材料写入这块共享内存，进程B能够直接从这块物理内存读取，避免了数据在内核和用户空间之间来回复制。

这种内存映射机制是借助操作系统的虚拟内存管理实现的，通过页表将虚拟地址映射到物理地址，从而允许不同的进程访问同一块物理内存。从Android工程师的角度看，共享内存通信主要借助Binder机制在底层实现，常用的机制是Ashmem (Android Shared Memory)，它是一种针对Android优化的匿名共享内存，常用于MediaCodec等框架中，用于高效传递大块数据，以减少不必要的数据拷贝。

Ashmem 的工作流程行概括为：一个进程（例如进程 A）最初在内核中创建一块Ashmem共享内存区域，并获得一个特殊的文件描述符。接着，进程 A 将需要传输的信息写入这块共享内存。接下来，它通过Binder 机制，将这个文件描述符作为 IPC 参数传递给另一个进程（进程 B）。进程 B 接收到文件描述符后，调用 mmap() 系统调用将这块共享内存映射到自己的虚拟地址空间。至此，两个进程都拥有了对同一块物理内存的直接访问权限，从而实现了高效的数据共享，完全避免了在进程间进行大块数据的拷贝。