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MMKV 是基于 mmap 内存映射的移动端通用 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 iOS 微信上使用已有近 3 年，其性能和稳定性经过了时间的验证。近期已移植到 Android 平台。在腾讯内部开源半年之后，得到公司内部团队的广泛应用和一致好评。现在一并对外开源：
https://github.com/tencent/mmkv
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MMKV 源起
在微信客户端的日常运营中，时不时就会爆发特殊文字引起系统的 crash，文章里面设计的技术方案是在关键代码前后进行计数器的加减，通过检查计数器的异常，来发现引起闪退的异常文字。在会话列表、会话界面等有大量 cell 的地方，希望新加的计时器不会影响滑动性能；另外这些计数器还要永久存储下来——因为闪退随时可能发生。这就需要一个性能非常高的通用 key-value 存储组件，我们考察了 SharedPreferences、NSUserDefaults、SQLite 等常见组件，发现都没能满足如此苛刻的性能要求。考虑到这个防 crash 方案最主要的诉求还是实时写入，而 mmap 内存映射文件刚好满足这种需求，我们尝试通过它来实现一套 key-value 组件。
MMKV 原理
- 内存准备
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。
- 数据组织
数据序列化方面我们选用 protobuf 协议，pb 在性能和空间占用上都有不错的表现。
- 写入优化
考虑到主要使用场景是频繁地进行写入更新，我们需要有增量更新的能力。我们考虑将增量 kv 对象序列化后，append 到内存末尾。
- 空间增长
使用 append 实现增量更新带来了一个新的问题，就是不断 append 的话，文件大小会增长得不可控。我们需要在性能和空间上做个折中。
MMKV for Android 特有功能
我们不是简简单单地照搬 iOS 的实现，在迁移到 Android 的过程中，深入分析了 Android 平台现有 kv 组件的痛点，在原有功能基础上，开发了 Android 特有的功能。
- 多进程访问
通过与 Android 开发同学的沟通，了解到系统自带的 SharedPreferences 对多进程的支持不好。现有基于 ContentProvider 封装的实现，虽然多进程是支持了，但是性能低下，经常导致 ANR。考虑到 mmap 共享内存本质上的多进程共享的，我们在这个基础上，深入挖掘了 Android 系统的能力，提供了可能是业界最高效的多进程数据共享组件。具体实现原理我们中秋节后分享，心急的同学可以前往 GitHub 查看源码和 wiki 文档。
- 匿名内存
在多进程共享的基础上，考虑到某些敏感数据(例如密码)需要进程间共享，但是不方便落地存储到文件上，直接用 mmap 不合适。我们了解到 Android 系统提供了 Ashmem 匿名共享内存的能力，发现它在进程退出后就会消失，不会落地到文件上，非常适合这个场景。我们很愉快地提供了 Ashmem MMKV 的功能。
- 数据加密
不像 iOS 提供了硬件层级的加密机制，在 Android 环境里，数据加密是非常必须的。MMKV 使用了 AES CFB-128 算法来加密/解密。我们选择 CFB 而不是常见的 CBC 算法，主要是因为 MMKV 使用 append-only 实现插入/更新操作，流式加密算法更加合适。事实上这个功能也回馈到了 iOS 版，所以现在两个系统的 MMKV 都有加密功能。
MMKV 使用
iOS 的使用在前文已经陈述，这里简单介绍一下 Android 的用法。
Android 快速上手
MMKV 已托管到 bintray(JCenter)，可以直接使用。在 App 的 build.gradle 里加上依赖：
dependencies { implementation 'com.tencent:mmkv:1.0.10'}
MMKV 的使用非常简单，所有变更立马生效，无需调用 sync、apply。 在 App 启动时初始化 MMKV，设定 MMKV 的根目录(files/mmkv/)，例如在 MainActivity 里：
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); String rootDir = MMKV.initialize(this); Log.d("mmkv", "root: " + rootDir); //……}
MMKV 提供一个全局的实例，可以直接使用：
import com.tencent.mmkv.MMKV;//……MMKV kv = MMKV.defaultMMKV();kv.encode("bool", true);boolean bValue = kv.decodeBool("bool");kv.encode("int", Integer.MIN_VALUE);int iValue = kv.decodeInt("int");kv.encode("string", "Hello from mmkv");String str = kv.decodeString("string");
如果不同业务需要区别存储，也可以单独创建自己的实例：
MMKV* mmkv = MMKV.mmkvWithID("MyID");mmkv.encode("bool", true);……SharedPreferences 迁移
MMKV 提供了 importFromSharedPreferences() 函数，可以比较方便地迁移数据过来。MMKV 还额外实现了一遍 SharedPreferences、SharedPreferences.Editor 这两个 interface，在迁移的时候只需两三行代码即可，其他 CRUD 操作代码都不用改。
更详细的用法可以参看 GitHub 上的 wiki 文档。
MMKV 性能
iOS 性能对比
我们将 MMKV 和 NSUserDefaults 进行对比，重复读写操作 1w 次。相关测试代码在
image.png
（测试机器是 iPhone X 256 G，iOS 12 beta 2，每组操作重复 1w 次，时间单位是 ms。）
可见，MMKV 在写入性能上远远超越 NSUserDefaults，在读取性能上也有相近或超越的表现。
Android 性能对比
我们将 MMKV 和 SharedPreferences、SQLite 进行对比, 重复读写操作 1k 次。相关测试代码在 Android/MMKV/mmkvdemo/。结果如下图表。
单进程性能
可见，MMKV 在写入性能上远远超越 SharedPreferences & SQLite，在读取性能上也有相近或超越的表现。
image.png
（测试机器是 Pixel 2 XL 64G，Android 8.1，每组操作重复 1k 次，时间单位是 ms。）
多进程性能
可见，MMKV 无论是在写入性能还是在读取性能，都远远超越 MultiProcessSharedPreferences & SQLite & SQLite， MMKV 在 Android 多进程 key-value 存储组件上是不二之选。
image.png
（测试机器是 Pixel 2 XL 64G，Android 8.1，每组操作重复 1k 次，时间单位是 ms。）
最后为大家附上学习视频：
Android微信热门高性能组件MMKV原理详解 |
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发表于 2021-12-14 20:43
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