帶你深入探索okio組件的奧秘 提升IO效率

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趙東陽

OpenHarmony TPC

一、okio的產(chǎn)生背景
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二、兩個基本概念
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三、okio的工作原理
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如果Segment1的可讀數(shù)據(jù)比Segment2的剩余容量小，則把Segment1的數(shù)據(jù)復(fù)制到Segment2，然后回收Segment1到SegmentPool。

如果Segment1的可讀數(shù)據(jù)比Segment2的剩余容量大，那么直接修改Segment1的prev和next信息，將其添加到Segment2的后面。

（3） 從輸入流緩沖區(qū)獲取到Segment（假設(shè)為Segment3），如果只需要傳遞部分?jǐn)?shù)據(jù)（比如總數(shù)據(jù)為4096字節(jié)，只傳遞1024字節(jié)），okio會通過split接口將Segment3拆分成含3072字節(jié)數(shù)據(jù)的Segment3-1和含1024字節(jié)數(shù)據(jù)的Segment3-2，然后按照（2）的邏輯將Segment3-2的數(shù)據(jù)寫入輸出流緩沖區(qū)。

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拆分Segment的時候，可以通過參數(shù)指定拆分后的第一個Segment含有的未讀字節(jié)數(shù)（byteCount）。拆分后，第一個Segment包含的數(shù)據(jù)范圍是[pos,pos+byteCount)，第二個Segment包含的數(shù)據(jù)范圍是[pos+byteCount,limit)。拆分Segment時也遵循大塊數(shù)據(jù)移動、小塊數(shù)據(jù)復(fù)制的原則。當(dāng)byteCount大于1024時，使用共享的Segment，否則復(fù)制數(shù)據(jù)。

（注：文件、流、socket相關(guān)的IO優(yōu)化需要系統(tǒng)支持，待后續(xù)版本優(yōu)化提供。）

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2. Segment的回收與復(fù)用

接下來，我們再來看看SegmentPool是如何回收和復(fù)用Segment的。

每次okio想要獲取Segment就從SegmentPool中獲取，使用完畢后又會放回到SegmentPool中復(fù)用，核心方法為take()和recycle()。

（1）take()方法

take()方法負(fù)責(zé)從對象池單鏈表的頭部獲取可以使用的Segment。如果獲取不到，說明單鏈表是空的，此時新創(chuàng)建一個Segment給緩沖區(qū)使用。如果能獲取到，則取出單鏈表的頭部節(jié)點，再將下一個節(jié)點置為單鏈表的頭部節(jié)點，并將取出來的Segment的next置空，同時更新對象池大小。

（2）recycle()方法

recycle()方法負(fù)責(zé)回收緩沖區(qū)里面使用完畢的Segment?；厥臻_始時，首先更新對象池大小，然后把回收對象Segment添加到單鏈表頭部，接著重置Segment的pos和limit為0。注意，以下情況不會回收Segment：

●?當(dāng)前Segment的prev和next不為空

●?當(dāng)前Segment是共享的

●?對象池已經(jīng)有8個Segment了

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3. 字符串處理

除了Segment和SegmentPool外，okio還封裝了ByteString類來進行字符串處理。ByteString提供Base64編解碼、utf-8編碼、十六進制編解碼、大小寫轉(zhuǎn)換、內(nèi)容比較等豐富的API，可以很方便地處理字符串。

在進行字符串處理時，由于ByteString同時持有原始字符串和對應(yīng)的字節(jié)數(shù)組，可以直接使用字節(jié)數(shù)組里面的數(shù)據(jù)進行操作，不需要先將字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組。特別是在頻繁轉(zhuǎn)換編碼的場景下，通過這種以空間換時間的方式，可以避免字符串與字節(jié)數(shù)組的多次轉(zhuǎn)換，減少了時間和系統(tǒng)性能消耗。

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四、okio的使用及示例

步驟一：在entry 的package.json文件中添加以下依賴項。

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"dependencies": {    "okio": "^1.0.0"??}

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npm config set @ohos:registry=https://repo.harmonyos.com/npm/

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cd entrynpm?install?@ohos/okio

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 import okio from '@ohos/okio';

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 "reqPermissions": [      {        "name": "ohos.permission.WRITE_USER_STORAGE", //寫入用戶存儲的權(quán)限        "reason": "Storage",        "usedScene": {          "when": "always",          "ability": [            "com.example.okioapplication.MainAbility"
        }      },      {        "name": "ohos.permission.READ_USER_STORAGE", //讀取用戶存儲的權(quán)限        "reason": "Storage",        "usedScene": {          "when": "always",          "ability": [            "com.example.okioapplication.MainAbility"          ]        }      },      {        "name": "ohos.permission.WRITE_EXTERNAL_MEDIA_MEMORY", //寫入外部存儲的權(quán)限        "reason": "Storage",        "usedScene": {          "when": "always",          "ability": [            "com.example.okioapplication.MainAbility"          ]        }      }????]

2. 代碼實現(xiàn)

執(zhí)行完上面的配置操作后，就可以進入代碼編寫階段了。開發(fā)者可以使用okio提供的豐富的API接口來實現(xiàn)功能。下面為大家展示四個實現(xiàn)示例，供大家參考學(xué)習(xí)。

示例1：文件寫入和讀取

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本示例通過sink將內(nèi)容寫入文件，通過source從文件讀取內(nèi)容。代碼如下：

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//通過sink將內(nèi)容寫入文件var sink = new okio.Sink(this.fileUri);sink.write(this.Value,false); //通過source從文件讀取內(nèi)容var source = new okio.Source(this.fileUri);source.read().then(function (data) { context.readValue = data;    }).catch(function (error) {console.log("error=>"+error);????});

示例2：Base64解碼?

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本示例通過ByteString實現(xiàn)Base64解碼功能，代碼如下：

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let byteStringObj = new okio.ByteString.ByteString(''); //生成ByteString對象let decodeBase64 = byteStringObj.decodeBase64('SGVsbG8gd29ybGQ='); //解碼Base64字符串this.decodeBase64Value?=?JSON.stringify(decodeBase64);?//顯示解碼結(jié)果

示例3：十六進制解碼

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本示例通過ByteString實現(xiàn)十六進制解碼功能，代碼如下：

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let byteStringObj = new okio.ByteString.ByteString('');let decodehex = byteStringObj.decodeHex('48656C6C6F20776F726C640D0A');this.decodeHexValue?=?JSON.stringify(decodehex);

示例4：Utf8編碼

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本示例通過ByteString實現(xiàn)Utf8編碼功能，代碼如下：

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let byteStringObj = new okio.ByteString.ByteString('');let encodeUtf8 = byteStringObj.encodeUtf8('Hello world #4  ( ????? ??)');this.encodeUtf8Value?=?JSON.stringify(encodeUtf8);

本期okio組件就為大家介紹到這里了。okio組件已開源，歡迎大家參與貢獻，開源地址如下：

https://gitee.com/openharmony-tpc/okio