Android DataStore：安全存储和轻松管理数据

关于作者：CSDN内容合伙人、技术专家， 从零开始做日活千万级APP。
专注于分享各领域原创系列文章 ，擅长java后端、移动开发、人工智能等，希望大家多多支持。

一、导读

我们继续总结学习Java基础知识，温故知新。

二、概览

DataStore 是一种用于 Android 应用程序数据存储的新的推荐方式。
它是在 Android Jetpack 组件中引入的，旨在替代 SharedPreferences，并提供更强大、易于使用的 API。

DataStore 基于 Kotlin 协程和 Flow 构建而成， 提供了一种类型安全且异步的数据存储解决方案。
相比于 SharedPreferences，DataStore 具有以下优点：

1. 异步操作：DataStore 提供了异步的读写操作，避免了阻塞主线程的问题。这使得在读取和写入数据时，应用程序可以更好地保持响应性能。

2. 类型安全：DataStore 支持使用协议缓冲区（Protocol Buffers）来定义数据模型，这样可以确保在编译时进行类型检查。数据模型的更改不会导致运行时错误，而是在编译时进行检测。

3. 支持多种数据类型：DataStore 支持存储不同类型的数据，包括原始类型、对象或自定义类。

4. 数据一致性：DataStore 提供了一致性和安全性保证，保证在多个写入操作中的数据一致性。

5. 流式数据访问：DataStore 支持使用流（Flow）来访问数据，使得可以轻松地观察数据的变化并进行相应的更新。

DataStore 提供了两个主要的实现方式：PreferencesDataStore 和 ProtoDataStore。
PreferencesDataStore 适用于存储简单的数据类型，使用键值对来存储数据。
ProtoDataStore 则使用 Protocol Buffers 定义数据模型，并支持存储更复杂的数据结构（类型化对象）。

三、使用

3.1 Preferences DataStore

适用于存储简单的数据类型，使用键值对来存储数据

添加依赖

    // Preferences DataStore (SharedPreferences like APIs)
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences:1.0.0"

        // optional - RxJava2 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava2:1.0.0"

        // optional - RxJava3 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-rxjava3:1.0.0"
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-preferences-core:1.0.0"
    }
    

数据读写

RxDataStore<Preferences> dataStore =
  new RxPreferenceDataStoreBuilder(context, /*name=*/ "settings").build();

Preferences.Key<Integer> EXAMPLE_COUNTER = PreferencesKeys.int("example_counter");

Flowable<Integer> exampleCounterFlow = dataStore.data().map(prefs -> prefs.get(EXAMPLE_COUNTER));

Single<Preferences> updateResult =  dataStore.updateDataAsync(prefsIn -> {
    MutablePreferences mutablePreferences = prefsIn.toMutablePreferences();
    Integer currentInt = prefsIn.get(INTEGER_KEY);
    mutablePreferences.set(INTEGER_KEY, currentInt != null ? currentInt + 1 : 1);
    return Single.just(mutablePreferences);
});
// The update is completed once updateResult is completed.

3.2 ProtoDataStore

使用 Protocol Buffers 定义数据模型，并支持存储更复杂的数据结构

添加依赖

    // Typed DataStore (Typed API surface, such as Proto)
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore:1.0.0"

        // optional - RxJava2 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-rxjava2:1.0.0"

        // optional - RxJava3 support
        implementation "androidx.datastore:datastore-rxjava3:1.0.0"
    }

    // Alternatively - use the following artifact without an Android dependency.
    dependencies {
        implementation "androidx.datastore:datastore-core:1.0.0"
    }
    

数据读写

Proto DataStore 要求在 app/src/main/proto/ 目录的 proto 文件中保存预定义的架构。
此架构用于定义在 Proto DataStore 中保存的对象的类型。

syntax = "proto3";

option java_package = "com.example.application";
option java_multiple_files = true;

message Settings {
  int32 example_counter = 1;
}

private static class SettingsSerializer implements Serializer<Settings> {
  @Override
  public Settings getDefaultValue() {
    Settings.getDefaultInstance();
  }

  @Override
  public Settings readFrom(@NotNull InputStream input) {
    try {
      return Settings.parseFrom(input);
    } catch (exception: InvalidProtocolBufferException) {
      throw CorruptionException(“Cannot read proto.”, exception);
    }
  }

  @Override
  public void writeTo(Settings t, @NotNull OutputStream output) {
    t.writeTo(output);
  }
}

RxDataStore<Byte> dataStore =
    new RxDataStoreBuilder<Byte>(context, /* fileName= */ "settings.pb", new SettingsSerializer()).build();



Flowable<Integer> exampleCounterFlow =
        dataStore.data().map(settings -> settings.getExampleCounter());

Single<Settings> updateResult = dataStore.updateDataAsync(currentSettings ->
                Single.just(
                        currentSettings.toBuilder()
                                .setExampleCounter(currentSettings.getExampleCounter() + 1)
                                .build()));    

3.3、在同步代码中使用 DataStore

DataStore 的主要优势之一是异步 API，但可能不一定始终能将周围的代码更改为异步代码。如果您使用的现有代码库采用同步磁盘 I/O，或者您的依赖项不提供异步 API，就可能出现这种情况。

Kotlin 协程提供 runBlocking() 协程构建器，以帮助消除同步与异步代码之间的差异。您可以使用 runBlocking() 从 DataStore 同步读取数据。RxJava 在 Flowable 上提供阻塞方法。以下代码会阻塞发起调用的线程，直到 DataStore 返回数据：

Settings settings = dataStore.data().blockingFirst();

dataStore.data().first().subscribe();
这样，DataStore 可以异步读取数据并将其缓存在内存中。以后使用 runBlocking() 进行同步读取的速度可能会更快，或者如果初始读取已经完成，可能也可以完全避免磁盘 I/O 操作。

• 请尽可能避免在 DataStore 数据读取时阻塞线程。阻塞界面线程可能会导致 ANR 或界面卡顿，而阻塞其他线程可能会导致死锁。

3.4、在多进程代码中使用 DataStore

• DataStore 多进程功能目前仅在 1.1.0 Alpha 版中提供

为了能够在不同进程中使用 DataStore，需要使用 MultiProcessDataStoreFactory 构造 DataStore 对象。

val dataStore: DataStore<Settings> = MultiProcessDataStoreFactory.create(
   serializer = SettingsSerializer(),
   produceFile = {
       File("${context.cacheDir.path}/myapp.preferences_pb")
   }
)

四、DataStore & MMKV

看一组数据对比，图片来源于MMKV 开源网站

至于如何使用就不描述了，非常简单。
个人感觉 DataStore 没有 MMKV 好用，推荐使用 MMKV，但是各有优劣吧。

jetpack 官网
datastore

五、 推荐阅读

Java 专栏

SQL 专栏

数据结构与算法

Android学习专栏