榮登Github日榜！微信最新開源MMKV
MMKV 開源當日即登Github Trending日榜，三日後榮登周榜。MMKV 在騰訊內部開源半年，得到公司內部團隊的廣泛應用和一致好評。
MMKV 是基於 mmap 記憶體對映的移動端通用 key-value 元件，底層序列化/反序列化使用 protobuf 實現，效能高，穩定性強。從 2015 年中至今，在 iOS 微信上使用已有近 3 年，其效能和穩定性經過了時間的驗證。近期已移植到 Android 平臺，移動端全平臺通用，並全部在 Github 上開源。
MMKV源起 在微信客戶端的日常運營中，時不時就會爆發特殊文字引起系統的 crash，參考文章：《iOS微信特殊字元保護方案》，文章裡面設計的技術方案是在關鍵程式碼前後進行計數器的加減，通過檢查計數器的異常，來發現引起閃退的異常文字。在會話列表、會話介面等有大量 cell 的地方，希望新加的計時器不會影響滑動效能；另外這些計數器還要永久儲存下來——因為閃退隨時可能發生。這就需要一個性能非常高的通用 key-value 儲存元件，我們考察了 SharedPreferences、NSUserDefaults、SQLite 等常見元件，發現都沒能滿足如此苛刻的效能要求。考慮到這個防 crash 方案最主要的訴求還是實時寫入，而 mmap 記憶體對映檔案剛好滿足這種需求，我們嘗試通過它來實現一套 key-value 元件。
MMKV原理 • 記憶體準備 通過 mmap 記憶體對映檔案，提供一段可供隨時寫入的記憶體塊，App 只管往裡面寫資料，由作業系統負責將記憶體回寫到檔案，不必擔心 crash 導致資料丟失。資料組織 資料序列化方面我們選用 protobuf 協議，pb 在效能和空間佔用上都有不錯的表現。 • 寫入優化 考慮到主要使用場景是頻繁地進行寫入更新，我們需要有增量更新的能力。我們考慮將增量 kv 物件序列化後，append 到記憶體末尾。 • 空間增長 使用 append 實現增量更新帶來了一個新的問題，就是不斷 append 的話，檔案大小會增長得不可控。我們需要在效能和空間上做個折中。
更詳細的設計原理參考 GitHub Wiki 文件。
MMKV功能 MMKV 優點 • 高效
MMKV 使用 mmap 來保證記憶體與檔案的同步, 底層使用 protobuf 來儲存資料, 深入挖掘了作業系統的潛力來達到最高的效能。 • 易用
你可以像使用 Dictionary 一樣來使用 MMKV, 無需任何配置。所有變更馬上生效, 無需呼叫任何 sync 之類的同步介面。 • 小巧
o 只有十幾個檔案: MMKV 包含了序列化/反序列化幫助類和 mmap 邏輯，再無其他累贅邏輯。程式碼非常精簡。 o 二進位制少於 60K: MMKV 每個架構只加了不到 60K 的二進位制大小（解壓後）。一般 App 都會壓縮打包釋出，實際上上會比 60K 更小。 MMKV for Android 特有功能 我們在遷移到 Android 的過程中，不是簡簡單單地照搬 iOS 的實現，深入分析了 Android 平臺現有 kv 元件的痛點，在原有功能基礎上，開發了 Android 特有的功能。
• 多程序訪問
通過與 Android 開發同學的溝通，瞭解到系統自帶的 SharedPreferences 對多程序的支援不好。現有基於 ContentProvider 封裝的實現，雖然多程序是支援了，但是效能低下，經常導致 ANR。考慮到 mmap 共享記憶體本質上的多程序共享的，我們在這個基礎上，深入挖掘了 Android 系統的能力，提供了可能是業界最高效的多程序資料共享元件。具體實現原理可以前往 GitHub 檢視原始碼和 wiki 文件。
• 匿名記憶體
在多程序共享的基礎上，考慮到某些敏感資料(例如密碼)需要程序間共享，但是不方便落地儲存到檔案上，直接用 mmap 不合適。我們瞭解到 Android 系統提供了 Ashmem 匿名共享記憶體的能力，發現它在程序退出後就會消失，不會落地到檔案上，非常適合這個場景。我們很愉快地提供了 Ashmem MMKV 的功能。
• 資料加密
不像 iOS 所有裝置都提供了硬體層級的加密機制，在 Android 環境裡，資料加密是非常必須的。MMKV 使用了 AES CFB-128 演算法來加密/解密。我們選擇 CFB 而不是常見的 CBC 演算法，主要是因為 MMKV 使用 append-only 實現插入/更新操作，流式加密演算法更加合適。事實上這個功能也回饋到了 iOS 版，所以現在兩個系統的 MMKV 都有加密功能。
MMKV效能 iOS 效能對比 我們將 MMKV 和 NSUserDefaults 進行對比，重複讀寫操作 1w 次。相關測試程式碼在 iOS/MMKVDemo/MMKVDemo/，結果見如下圖表。
可見，MMKV 在寫入效能上遠遠超越 NSUserDefaults，在讀取效能上也有相近或超越的表現。
（測試機器是 iPhone X 256 G，iOS 12 beta 2，每組操作重複 1w 次，時間單位是 ms。）
Android 效能對比 我們將 MMKV 和 SharedPreferences、SQLite 進行對比, 重複讀寫操作 1k 次。相關測試程式碼在 Android/MMKV/mmkvdemo/。結果如下圖表。
• 單程序效能
可見，MMKV 在寫入效能上遠遠超越 SharedPreferences & SQLite，在讀取效能上也有相近或超越的表現。
（測試機器是 Pixel 2 XL 64G，Android 8.1，每組操作重複 1k 次，時間單位是 ms。）
• 多程序效能
可見，MMKV 無論是在寫入效能還是在讀取效能，都遠遠超越 MultiProcessSharedPreferences & SQLite & SQLite， MMKV 在 Android 多程序 key-value 儲存元件上是不二之選。
（測試機器是 Pixel 2 XL 64G，Android 8.1，每組操作重複 1k 次，時間單位是 ms。）
Github 開源地址： ofollow,noindex">github.com/tencent/mmk… 歡迎 Star、提 Issue 和 PR！