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FastKV

Maven Central｜English Doc

1. 概述

FastKV是用Java编写的高效可靠的key-value存储库。
可以用于各种有JVM环境的运行平台，比如Android。

FastKV有以下特点：

  1. 读写速度快
    • 二进制编码，编码后的体积相对XML等文本编码要小很多；
    • 增量编码：FastKV记录了各个key-value相对文件的偏移量（包括失效的key-value）， 从而在更新数据时可以直接在指定的位置写入数据。
    • 默认用mmap的方式记录数据，更新数据时直接写入到内存即可，没有IO阻塞。
  2. 支持多种写入模式
    • 除了mmap这种非阻塞的写入方式，FastKV也支持常规的阻塞式写入方式， 并且支持同步阻塞和异步阻塞（分别类似于SharePreferences的commit和apply)。
  3. 支持多种类型
    • 支持常用的boolean/int/float/long/double/String等基础类型。
    • 支持ByteArray (byte[])。
    • 支持存储自定义对象。
    • 内置Set的编码器 (兼容SharePreferences)。
  4. 支持多进程
    • 项目提供了支持多进程的存储类（MPFastKV)。
    • 支持监听文件内容变化，其中一个进程修改文件，所有进程皆可感知。
  5. 方便易用
    • FastKV提供了了丰富的API接口，开箱即用。
    • 提供的接口其中包括getAll()和putAll()方法， 所以很方便迁移SharePreferences等框架的数据到FastKV, 当然，迁移FastKV的数据到其他框架也很方便。
  6. 稳定可靠
    • 通过double-write等方法确保数据的完整性。
    • 在API抛IO异常时提供降级处理。
  7. 代码精简
    • FastKV由纯Java实现，编译成jar包后体积只有几十K。

2. 使用方法

2.1 导入

FastKV 已发布到Maven中央仓库，分别发布了两个jar包，按需添加依赖即可。

其中一个包含封装了SharePreferences接口和支持多进程：

dependencies {
    implementation 'io.github.billywei01:fastkv:1.1.2'
}

另一个仅Java接口（不包含Android SDK, 可在Java环境下调用），不支持多进程：

dependencies {
    implementation 'io.github.billywei01:fastkv-java:1.1.0'
}

2.2 初始化

    FastKVConfig.setLogger(FastKVLogger)
    FastKVConfig.setExecutor(ChannelExecutorService(4))

初始化可以按需设置日志回调和Executor。 建议传入自己的线程池，以复用线程。

日志接口提供三个级别的回调，按需实现即可。

    public interface Logger {
        void i(String name, String message);

        void w(String name, Exception e);

        void e(String name, Exception e);
    }

2.3 数据读写

  • 基本用法
    FastKV kv = new FastKV.Builder(path, name).build();
    if(!kv.getBoolean("flag")){
        kv.putBoolean("flag" , true);
    }
  • 存储自定义对象
    FastKV.Encoder<?>[] encoders = new FastKV.Encoder[]{LongListEncoder.INSTANCE};
    FastKV kv = new FastKV.Builder(path, name).encoder(encoders).build();
        
    List<Long> list = new ArrayList<>();
    list.add(100L);
    list.add(200L);
    list.add(300L);
    kv.putObject("long_list", list, LongListEncoder.INSTANCE);

    List<Long> list2 = kv.getObject("long_list");

除了支持基本类型外，FastKV还支持写入对象，只需在构建FastKV实例时传入对象的编码器即可。 编码器为实现FastKV.Encoder的对象。 比如上面的LongListEncoder的实现如下：

public class LongListEncoder implements FastKV.Encoder<List<Long>> {
    public static final LongListEncoder INSTANCE = new LongListEncoder();

    @Override
    public String tag() {
        return "LongList";
    }

    @Override
    public byte[] encode(List<Long> obj) {
        return new PackEncoder().putLongList(0, obj).getBytes();
    }

    @Override
    public List<Long> decode(byte[] bytes, int offset, int length) {
        PackDecoder decoder = PackDecoder.newInstance(bytes, offset, length);
        List<Long> list = decoder.getLongList(0);
        decoder.recycle();
        return (list != null) ? list : new ArrayList<>();
    }
}

编码对象涉及序列化/反序列化。
这里推荐笔者的另外一个框架：https://github.com/BillyWei01/Packable

2.4 用法 For Android

相对于常规用法，Android平台主要是多了SharePreferences API, 以及支持Kotlin，支持多进程等。
具体参考：用法 For Android

3. 性能测试

  • 测试数据：搜集APP中的SharePreferenses汇总的部份key-value数据（经过随机混淆）得到总共四百多个key-value。
    由于日常使用过程中部分key-value访问多，部分访问少，所以构造了一个正态分布的访问序列。
    此过程循环多遍，分别求其总耗时。
  • 比较对象： SharePreferences/DataStore/MMKV。
  • 测试机型：荣耀20S。

测试代码：Benchmark

测试结果：

写入(ms) 读取(ms)
SharePreferences 1182 2
DataStore 33277 2
MMKV 29 10
FastKV 19 1
  • SharePreferences提交用的是apply, 耗时依然不少。
  • DataStore写入很慢。
  • MMKV的读取比SharePreferences/DataStore要慢一些，写入则比之快许多。
  • FastKV无论读取还是写入都比其他方式要快。

现实中通常情况下不会有此差距，因为一般而言不会几百个key-value写到同一个文件，此处仅为显示极端情况下的对比，读者可自行调整参数看对比数据。

原理

参考：实现要点

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