移植案例与原理 - utils子系统之KV存储部件 (2)

3、KV存储部件对外接口

在文件utils\native\lite\include\kv_store.h中定义了KV存储部件对外接口，如下，支持从键值对缓存里读取键值，设置键值，删除键值，清除缓存等等。

int UtilsGetValue(const char* key, char* value, unsigned int len);

int UtilsSetValue(const char* key, const char* value);

int UtilsDeleteValue(const char* key);

#ifdef FEATURE_KV_CACHE
int ClearKVCache(void);
#endif

在文件utils\native\lite\kv_store\innerkits\kvstore_env.h中定义了如下接口，在使用POSIX接口时，需要首先使用接口需要设置数据文件路径。使用UtilsFile接口时，不需要该接口。

int UtilsSetEnv(const char* path);

4、KV存储部件对应POSIX接口部分的代码

分析下KV存储部件对应POSIX接口部分的代码。我们知道对外接口有设置键值UtilsSetValue、获取键值UtilsGetValue、删除键值UtilsDeleteValue和清除缓存ClearKVCache。我们先看看内部接口。

4.1 内部接口

4.1.1 GetResolvedPath解析路径

函数GetResolvedPath用于解析文件路径，根据键名key组装存放值value的文件路径。需要4个参数，第一个参数char* dataPath为键值对保存的文件路径，在使用KV特性前由UtilsSetEnv函数设置到全局变量里g_dataPath；第二个参数为键char* key；第三个参数char* resolvedPath为解析后的路径，为输出参数；第4个参数unsigned int len为路径长度。看下代码，⑴处为解析的路径申请内存，⑵处拼装键值对的文件路径，格式为"XXX/kvstore/key"。⑶将相对路径转换成绝对路径，如果解析成功，会把文件路径解析到输出参数resolvedPath。⑷处如果执行realpath函数出错，指定的文件不存在，会执行⑸把keyPath复制到输出函数resolvedPath。

static int GetResolvedPath(const char* dataPath, const char* key, char* resolvedPath, unsigned int len)
{
⑴  char* keyPath = (char *)malloc(MAX_KEY_PATH + 1);
    if (keyPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑵  if (sprintf_s(keyPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s/%s", dataPath, KVSTORE_PATH, key) < 0) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
⑶  if (realpath(keyPath, resolvedPath) != NULL) {
        free(keyPath);
        return EC_SUCCESS;
    }
⑷  if (errno == ENOENT) {
⑸      if (strncpy_s(resolvedPath, len, keyPath, strlen(keyPath)) == EOK) {
            free(keyPath);
            return EC_SUCCESS;
        }
    }
    free(keyPath);
    return EC_FAILURE;
}

4.1.2 GetValueByFile从文件中读取键值

函数GetValueByFile从文件中读取键对应的值，需要4个参数，第一个参数为键值文件存放的目录路径；第二个参数为键；第三个为输出参数，存放获取的键的值；第4个参数为输出参数的长度。该函数返回值为EC_FAILURE或成功获取的值的长度。⑴处获取对应键名key的文件路径，⑵处读取文件的状态信息。因为文件内容是键对应的值，⑶处表明如果值的大小大于等于参数len，则返回错误码。等于也不行，需要1个字符长度存放null字符用于结尾。⑷处打开文件，然后读取文件，内容会存入输出参数value里。⑸处设置字符串结尾的null字符。

static int GetValueByFile(const char* dataPath, const char* key, char* value, unsigned int len)
{
    char* keyPath = (char *)malloc(PATH_MAX + 1);
    if (keyPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑴  if (GetResolvedPath(dataPath, key, keyPath, PATH_MAX + 1) != EC_SUCCESS) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
    struct stat info = {0};
⑵  if (stat(keyPath, &info) != F_OK) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
⑶  if (info.st_size >= len) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
⑷  int fd = open(keyPath, O_RDONLY, S_IRUSR);
    free(keyPath);
    keyPath = NULL;
    if (fd < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = read(fd, value, info.st_size);
    close(fd);
    fd = -1;
    if (ret < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑸  value[info.st_size] = '\0';
    return info.st_size;
}

4.1.3 SetValueToFile\DeleteValueFromFile存入\删除键值

函数SetValueToFile同于把键值存入文件，函数DeleteValueFromFile则用于删除键值。⑴处根据键名获取存放值的文件路径keyPath，⑵处打开文件，然后写入键名对应的值。在函数DeleteValueFromFile中，⑶处先组装路径，然后删除文件。

static int SetValueToFile(const char* dataPath, const char* key, const char* value)
{
    char* keyPath = (char *)malloc(PATH_MAX + 1);
    if (keyPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑴  if (GetResolvedPath(dataPath, key, keyPath, PATH_MAX + 1) != EC_SUCCESS) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
⑵  int fd = open(keyPath, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, S_IRUSR | S_IWUSR);
    free(keyPath);
    keyPath = NULL;
    if (fd < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = write(fd, value, strlen(value));
    close(fd);
    fd = -1;
    return (ret < 0) ? EC_FAILURE : EC_SUCCESS;
}

static int DeleteValueFromFile(const char* dataPath, const char* key)
{
    char* keyPath = (char *)malloc(MAX_KEY_PATH + 1);
    if (keyPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑶  if (sprintf_s(keyPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s/%s", dataPath, KVSTORE_PATH, key) < 0) {
        free(keyPath);
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = unlink(keyPath);
    free(keyPath);
    return ret;
}

4.1.4 InitKv创建kvstore目录

函数InitKv确保保存键值时，kvstore目录被创建，用于存放键值文件。⑴处组装kvstore目录，⑵处使用F_OK参数判断目录是否存在，如果存在返回EC_SUCCESS。否则执行⑶创建kvstore目录。

static int InitKv(const char* dataPath)
{
    if (dataPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
    char* kvPath = (char *)malloc(MAX_KEY_PATH + 1);
    if (kvPath == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑴  if (sprintf_s(kvPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s", dataPath, KVSTORE_PATH) < 0) {
        free(kvPath);
        return EC_FAILURE;
    }
⑵  if (access(kvPath, F_OK) == F_OK) {
        free(kvPath);
        return EC_SUCCESS;
    }
⑶  if (mkdir(kvPath, S_IRUSR | S_IWUSR | S_IXUSR) != F_OK) {
        free(kvPath);
        return EC_FAILURE;
    }
    free(kvPath);
    return EC_SUCCESS;
}

4.1.5 GetCurrentItem获取当前的键值对数目

函数GetCurrentItem用于获取当前的键值对数目。首先，组装目录路径"XXX/kvstore"，然后执行⑴打开目录，然后读取目录项。⑵循环每一个目录项，判断键值对的数量。⑶处组装kvstore目录下每一个键的文件路径，然后获取每个文件的状态信息。⑷如果文件是常规普通文件，则键值对数量加1。然后读取kvstore目录下的下一个目录项，依次循环。

static int GetCurrentItem(const char* dataPath)
{
    char kvPath[MAX_KEY_PATH + 1] = {0};
    if (sprintf_s(kvPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s", dataPath, KVSTORE_PATH) < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑴  DIR* fileDir = opendir(kvPath);
    if (fileDir == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
    struct dirent* dir = readdir(fileDir);
    int sum = 0;
⑵  while (dir != NULL) {
        char fullPath[MAX_KEY_PATH + 1] = {0};
        struct stat info = {0};
⑶      if (sprintf_s(fullPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s", kvPath, dir->d_name) < 0) {
            closedir(fileDir);
            return EC_FAILURE;
        }
        if (stat(fullPath, &info) != 0) {
            closedir(fileDir);
            return EC_FAILURE;
        }
⑷      if (S_ISREG(info.st_mode)) {
            sum++;
        }
        dir = readdir(fileDir);
    }
    closedir(fileDir);
    return sum;
}

4.1.6 NewItem判断是否新键值对

函数NewItem可以用于判断是否新的键值对。⑴处获取键名对应的文件路径，⑵处判断文件是否存在，存在则返回FALSE；不存在键值对则返回TRUE。

static boolean NewItem(const char* dataPath, const char* key)
{
    char* keyPath = (char *)malloc(MAX_KEY_PATH + 1);
    if (keyPath == NULL) {
        return FALSE;
    }
⑴  if (sprintf_s(keyPath, MAX_KEY_PATH + 1, "%s/%s/%s", dataPath, KVSTORE_PATH, key) < 0) {
        free(keyPath);
        return FALSE;
    }
⑵  if (access(keyPath, F_OK) == F_OK) {
        free(keyPath);
        return FALSE;
    }
    free(keyPath);
    return TRUE;
}

4.2 读取键值UtilsGetValue

函数UtilsSetValue用于读取键名对应的值，第一个参数为输入参数键名，第二个参数为输出参数键名对应的值，第三个参数为值的字符串长度。⑴处获取键值对所在的路径，注意互斥锁的使用。如果支持键值缓存，则执行⑵尝试从缓存中读取。缓存中不能读取时，继续执行⑶从文件中读取。如果读取成功，则执行⑷，加入缓存中，注意第三个参数为FALSE。读取时，会把读取到的键值对，放到缓存的键值对链表的头部，但不删除之前的键值对数据。

int UtilsGetValue(const char* key, char* value, unsigned int len)
{
    if (!IsValidKey(key) || (value == NULL) || (len > MAX_GET_VALUE_LEN)) {
        return EC_INVALID;
    }
    pthread_mutex_lock(&g_kvGlobalMutex);
⑴  const char* dataPath = g_dataPath;
    if (dataPath == NULL) {
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_FAILURE;
    }
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
⑵  if (GetValueByCache(key, value, len) == EC_SUCCESS) {
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_SUCCESS;
    }
#endif
⑶  int ret = GetValueByFile(dataPath, key, value, len);
    if (ret < 0) {
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_FAILURE;
    }
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
⑷  AddKVCache(key, value, FALSE);
#endif
    pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
    return ret;
}

4.3 设置键值UtilsGetValue

函数UtilsSetValue用于保存一对键值，⑴处确保kvstore目录存在，不存在则创建。⑵处用于获取kvstore目录下键值对的数目。g_getKvSum默认为FALSE，只需要获取一次即可，键值对数目保存在全局变量g_kvSum。⑶处判断是否新的键值对，如果键值对数目超过缓存允许的最大数，并且需要设置的是新的缓存则返回EC_FAILURE。⑷处把键值对保存到文件中，如果支持缓存，还需要存入缓存中。注意AddKVCache存入缓存的第三方参数为TRUE，会先删除之前同一个键名对应的键值对。⑸处如果是新的键值对，键值对数目需要加1。

int UtilsSetValue(const char* key, const char* value)
{
    if (!IsValidKey(key) || !IsValidValue(value, MAX_VALUE_LEN)) {
        return EC_INVALID;
    }
    pthread_mutex_lock(&g_kvGlobalMutex);
    const char* dataPath = g_dataPath;
⑴  int ret = InitKv(dataPath);
    if (ret != EC_SUCCESS) {
        g_getKvSum = FALSE;
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_FAILURE;
    }
⑵  if (!g_getKvSum) {
        g_kvSum = GetCurrentItem(dataPath);
        if (g_kvSum < 0) {
            pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
            return EC_FAILURE;
        }
        g_getKvSum = TRUE;
    }
⑶  boolean newItem = NewItem(dataPath, key);
    if ((g_kvSum >= MAX_KV_SUM) && newItem) {
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_FAILURE;
    }
⑷  ret = SetValueToFile(dataPath, key, value);
    if (ret == EC_SUCCESS) {
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
        AddKVCache(key, value, TRUE);
#endif
        if (newItem) {
⑸          g_kvSum++;
        }
    }
    pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
    return ret;
}

4.4 删除键值UtilsDeleteValue

函数UtilsDeleteValue用于删除一对键值。⑴处如果支持键值缓存，则首先尝试从缓存中删除键值对。⑵处从文件中删除键值，如果删除超过，键值对数目减1。

int UtilsDeleteValue(const char* key)
{
    if (!IsValidKey(key)) {
        return EC_INVALID;
    }
    pthread_mutex_lock(&g_kvGlobalMutex);
    const char* dataPath = g_dataPath;
    if (dataPath == NULL) {
        pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
        return EC_FAILURE;
    }
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
⑴  DeleteKVCache(key);
#endif
⑵  int ret = DeleteValueFromFile(dataPath, key);
    if (ret == EC_SUCCESS) {
        g_kvSum--;
    }
    pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
    return ret;
}

4.5 清除键值缓存ClearKVCache和设置缓存路径UtilsSetEnv

函数ClearKVCache用于清除缓存，直接调用接口ClearKVCacheInner完成。函数UtilsSetEnv用于设置键值对的保存路径，维护在全局变量g_dataPath里。

#ifdef FEATURE_KV_CACHE
int ClearKVCache(void)
{
    pthread_mutex_lock(&g_kvGlobalMutex);
    int ret = ClearKVCacheInner();
    pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
    return ret;
}
#endif

int UtilsSetEnv(const char* path)
{
    if (path == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }
    pthread_mutex_lock(&g_kvGlobalMutex);
    int ret = strcpy_s(g_dataPath, MAX_KEY_PATH + 1, path);
    pthread_mutex_unlock(&g_kvGlobalMutex);
    return (ret != EOK) ? EC_FAILURE : EC_SUCCESS;
}

如果大家想更加深入的学习 OpenHarmony 开发的内容，不妨可以参考以下相关学习文档进行学习，助你快速提升自己：

OpenHarmony 开发环境搭建：https://qr18.cn/CgxrRy

《OpenHarmony源码解析》：https://qr18.cn/CgxrRy

• 搭建开发环境
• Windows 开发环境的搭建
• Ubuntu 开发环境搭建
• Linux 与 Windows 之间的文件共享
• ……
  

系统架构分析：https://qr18.cn/CgxrRy

• 构建子系统
• 启动流程
• 子系统
• 分布式任务调度子系统
• 分布式通信子系统
• 驱动子系统
• ……

OpenHarmony 设备开发学习手册：https://qr18.cn/CgxrRy

OpenHarmony面试题（内含参考答案）：https://qr18.cn/CgxrRy

写在最后

• 如果你觉得这篇内容对你还蛮有帮助，我想邀请你帮我三个小忙：
• 点赞，转发，有你们的 『点赞和评论』，才是我创造的动力。
• 关注小编，同时可以期待后续文章ing🚀，不定期分享原创知识。
• 想要获取更多完整鸿蒙最新学习资源，请移步前往小编：https://qr21.cn/FV7h05