在 Kotlin 序列化中使用 DataStore

我们之前已经分享了 Proto DataStore 和 Preferences DataStore 的使用方法。这两个 DataStore 版本都会在后台使用 Protos 对数据进行序列化。您也可以使用 Kotlin 序列化，结合使用 DataStore 与自定义数据类。这有助于减少样板代码，且无需学习或依赖于 Protobuf 库，同时仍可以为数据提供架构。

• 分享

  https://android-developers.googleblog.com/2020/09/prefer-storing-data-with-jetpack.html

• Proto

  https://developers.google.cn/protocol-buffers/docs/overview

• Preferences

  https://developer.android.google.cn/reference/kotlin/androidx/datastore/preferences/core/package-summary

• Kotlin 序列化

  https://kotlinlang.org/docs/reference/serialization.html

您需要完成以下几项操作:

• 定义数据类

• 确保您的数据类不可变

• 使用 Kotlin 序列化实现 DataStore 序列化器

• 开始使用

定义数据类

Kotlin 数据类非常适合与 DataStore 结合使用，这是因为它们能够与 Kotlin 序列化无缝协作。DataStore 会依赖数据类自动生成的 equals 和 hashCode。数据类也会生成便于调试和更新数据的 toString 和 copy 函数。

• 数据类
  https://kotlinlang.org/docs/reference/data-classes.html

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4data class UserPreferences(
5    val showCompleted: Boolean,
6    val sortOrder: SortOrder
7)

确保您的数据类不可变

确保您的数据类不可变是非常重要的，这是因为 DataStore 无法兼容可变类型。结合使用可变类型与 DataStore 会导致难以捕获的错误和竞争条件。数据类并非一定不可变。

Vars 是可变的，所以您应使用 vals 代替:

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4data class MyData(
5-    var num: Int
6+    val num: Int
7)
8-  myObj.num = 5  // Fails to compile when num is val
9+  val newObj = myObj.copy(num = 5)

数组是可变的，所以您不应将其公开。

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4data class MyData(
5-    var num: IntArray
6)
7-  myObj.num = 5 // This would mutate your object

即使将只读列表用作数据类的一部分，该数据类也仍为可变的。您应考虑改用不可变/持久化集合:

• 不可变/持久化集合
  https://github.com/Kotlin/kotlinx.collections.immutable

 1/* Copyright 2021 Google LLC.  
 2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
 3
 4data class MyData(
 5-    val nums: List<Int>
 6+    val nums: PersistentList<Int>
 7)
 8
 9-  val myInts = mutableListOf(1, 2, 3, 4)
10-  val myObj = MyData(myInts)
11-  myInts.add(5) // Fails to compile with PersistentList, but mutates with List
12+  val newData = myObj.copy(
13+      nums = myObj.nums.mutate { it += 5 } // Mutate returns a new PersistentList
14+  )

将可变类型用作数据类的一部分会令数据类变为可变状态。您不应采取上述做法，反而要确保所有内容都是不可变类型。

 1/* Copyright 2021 Google LLC.  
 2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
 3
 4data class MyData(
 5-    val mutableType: MutableType
 6)
 7
 8-  val myType = MutableType()
 9-  val myObj = MyData(myType)
10-  myType.mutate()

实现 DataStore 序列化器

Kotlin 序列化支持包括 JSON 和协议缓冲区在内的多种格式。我将在此处使用 JSON，因为它十分常见、易于使用且会以明文形式进行存储，便于调试。Protobuf 也是一个不错的选择，因为它规模更小、速度更快且兼容 protobuf-lite。

• 多种格式
  https://kotlinlang.org/docs/reference/serialization.html#formats
• protobuf-lite
  https://developer.android.google.cn/codelabs/android-proto-datastore#0

要使用 Kotlin 序列化读取数据类并将其写入 JSON，您需要使用 @Serializable 注释数据类并使用 Json.decodeFromString<YourType>(string) 和 Json.encodeToString(data)。以下是带有 UserPreferences 的示例:

 1/* Copyright 2021 Google LLC.  
 2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
 3
 4@Serializable
 5data class UserPreferences(
 6    val showCompleted: Boolean = false,
 7    val sortOrder: SortOrder = SortOrder.None
 8)
 9
10object UserPreferencesSerializer : Serializer<UserPreferences> {
11  override val defaultValue = UserPreferences()
12
13  override suspend fun readFrom(input: InputStream): UserPreferences {
14    try {
15      return Json.decodeFromString(
16        UserPreferences.serializer(), input.readBytes().decodeToString())
17    } catch (serialization: SerializationException) {
18      throw CorruptionException("Unable to read UserPrefs", serialization)
19    }
20  }
21
22  override suspend fun writeTo(t: UserPreferences, output: OutputStream) {
23    output.write(Json.encodeToString(UserPreferences.serializer(), t).encodeToByteArray())
24  }
25}

⚠️ 将 Parcelables 与 DataStore 一起使用并不安全，因为不同 Android 版本之间的数据格式可能会有所变化。

使用序列化器

在您构建时，将您创建的序列化器传递到 DataStore:

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4val Context.dataStore by dataStore("my_file.json", serializer = UserPreferencesSerializer)

其读取数据看起来与使用 protos 进行读取一样:

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4suspend fun getShowCompleted(): Boolean {
5  context.dataStore.data.first().showCompleted
6}

您可以使用生成的 .copy() 函数更新数据:

1/* Copyright 2021 Google LLC.  
2   SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 */
3
4suspend fun setShowCompleted(newShowCompleted: Boolean) {
5  // This will leave the sortOrder value untouched:
6  context.dataStore.updateData { it.copy(newShowCompleted = showCompleted) }
7}

总结

结合使用 DataStore 与 Kotlin 序列化和数据类可减少样板文件并有助于简化代码，但您必须多加小心，避免因为可变性而引发错误。您只需定义数据类和实现序列化器即可。快来动手尝试一下吧！

如要详细了解 DataStore，您可以查看我们的文档并获得一些使用 Proto DataStore 和 Preferences DataStore Codelab 的实践经验。

• 文档
  https://developer.android.google.cn/topic/libraries/architecture/datastore
• Proto DataStore
  https://developer.android.google.cn/codelabs/android-proto-datastore#0
• Preferences DataStore
  https://developer.android.google.cn/codelabs/android-preferences-datastore#0

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