腾讯开源 K-V 组件 MMKV 源码浅析_腾讯mmkv是用什么语言写的

突然对 MMKV 的实现非常感兴趣，因此写下此文。由于本人经验不足，如果文中内容有误请路过的大佬加以指正，下面开始正文：

MMKV 是腾讯于 2018 年 9 月 20 日开源的一个 K-V 组件，下面是官方对它的介绍：

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 / Windows 平台，一并开源。

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从上面的介绍，可以发现它与 Android 中的 SharedPreferences 是极其相似的，但是它的性能却远超于 SharedPreferences。根据官方的宣传，写入随机 int 1000次，下面是它们两者的性能对比：

可以发现，它相比 SP 的性能提升不是一点半点，接近了 100 倍！那么它是如何达到这么高的效率的呢？相信很多人已经从上面官方对它的介绍中找到了原因——mmap。

没错，又是 mmap，Binder 的底层原理用到了它，腾讯和美团的日志库用到了它，如今腾讯的 K-V 组件也用到了它，关于 mmap 的介绍及基本使用可以看我之前的一篇笔记：内存映射—— mmap() 函数的使用

那么今天就让我们来研究一下 MMKV 的具体实现。

注意：

1. MMKV 的核心内容使用 C++ 编写，同时涉及了很多 JNI 的使用，因此这篇文章并不是纯 Java。

2. 由于笔者还是大二学生，C++ 功底一般，本文纯属因兴趣开始的研究，因此只能尽量以理解具体流程为主，如果有误请路过的大佬们指出。

如果你还不知道什么是 JNI 和 NDK，可以看我之前的另一篇博客：NDK的基本使用，这一篇就够了

初始化

MMKV 在使用前，需要在 Application 中进行初始化：

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 
super.onCreate(savedInstanceState);
 
String rootDir = MMKV.initialize(this);
 
}

那么我们先进入 initialize 方法看看具体做了什么：

public static String initialize(Context context) {
    String root = context.getFilesDir().getAbsolutePath() + "/mmkv";
    return initialize(root);
}

• 可以看到，这里指定 rootDir 为 context.getFilesDir().getAbsolutePath() + "/mmkv";，然后调用了 initialize(rootDir)

下面我们看到 initialize(rootDir)：

• public static String initialize(String rootDir) {
   
  MMKV.rootDir = rootDir;
   
  jniInitialize(MMKV.rootDir);
   
  return rootDir;
   
  }
  

   

它调用了一个 Native 方法 jniInitialize，下面我们看到它的具体实现：

extern "C" JNIEXPORT JNICALL void
 
Java_com_tencent_mmkv_MMKV_jniInitialize(JNIEnv *env, jobject obj, jstring rootDir) {
 
if (!rootDir) {
 
return;
 
}
 
const char *kstr = env->GetStringUTFChars(rootDir, nullptr);
 
if (kstr) {
 
MMKV::initializeMMKV(kstr);
 
env->ReleaseStringUTFChars(rootDir, kstr);
 
}
 
}

可以看到，首先它将 Java 中的 rootDir 转换为了一个 char* kstr，在不为 null 的情况下调用了 MMKV 类的 static 方法 initializeMMKV。下面来到 initializeMMKV：

void MMKV::initializeMMKV(const std::string &rootDir) {
 
static pthread_once_t once_control = PTHREAD_ONCE_INIT;
 
pthread_once(&once_control, initialize);
 
 
g_rootDir = rootDir;
 
char *path = strdup(g_rootDir.c_str());
mkPath(path);
 
free(path);
 
 
MMKVInfo("root dir: %s", g_rootDir.c_str());
 
}

•  

这里可以看到，这里首先将 rootDir 赋值给了这个 static 变量 g_rootDir，之后将 rootDir 复制了一份 path，通过 path 来将 rootDir 这个目录在硬盘中创建出来。

为什么要复制一份而不直接将 rootDir 传进去呢？我们不妨看看 mkPath 的代码：

bool mkPath(char *path) {
    struct stat sb = {};
    bool done = false;
    char *slash = path;
 
    while (!done) {
        slash += strspn(slash, "/");
        slash += strcspn(slash, "/");
 
        done = (*slash == '\0');
        *slash = '\0';
 
        if (stat(path, &sb) != 0) {
            if (errno != ENOENT || mkdir(path, 0777) != 0) {
                MMKVWarning("%s : %s", path, strerror(errno));
                return false;
            }
        } else if (!S_ISDIR(sb.st_mode)) {
            MMKVWarning("%s: %s", path, strerror(ENOTDIR));
            return false;
        }
 
        *slash = '/';
    }
 
    return true;
}

可以看到，它从前向后一层层进行判断是否目录是否存在，若不存在则调用 mkdir 函数来进行目录的创建，在这个过程中会将传入的路径的一些字段置为 '\0' ，因此为了保证原来的 rootDir 不会被改变，因此复制了一份 char * 传入。

那么到这里，初始化的过程就结束了，主要的步骤就是一些变量的赋值以及目录的创建。

MMKV 对象的获取

MMKV 中有一种叫做 mmapID 的 String 用于区别存储，类似于 SP 中的 name。通过 MMKV.mmkvWithId 即可获取对应 MMKV 对象，下面我们可以看一下其具体实现：

通过 mmapID 获取

这里以 mmkvWithID(String mmapID, int mode) 进行举例，其实其他的重载都是类似的，都调用了 getMMKVWithID 这个 Native 方法，只是传入的参数不同。

private native static long
 
getMMKVWithID(String mmapID, int mode, String cryptKey, String relativePath);

上面是它的 Java 定义，下面我们看到它的具体实现：

extern "C" JNIEXPORT JNICALL jlong Java_com_tencent_mmkv_MMKV_getMMKVWithID(
    JNIEnv *env, jobject obj, jstring mmapID, jint mode, jstring cryptKey, jstring relativePath) {
    MMKV *kv = nullptr;
    if (!mmapID) {
        return (jlong) kv;
    }
    string str = jstring2string(env, mmapID);
    bool done = false;
    if (cryptKey) {
        string crypt = jstring2string(env, cryptKey);
        if (crypt.length() > 0) {
            if (relativePath) {
                string path = jstring2string(env, relativePath);
                kv = MMKV::mmkvWithID(str, DEFAULT_MMAP_SIZE, (MMKVMode) mode, &crypt, &path);
            } else {
                kv = MMKV::mmkvWithID(str, DEFAULT_MMAP_SIZE, (MMKVMode) mode, &crypt, nullptr);
            }
            done = true;
        }
    }
    if (!done) {