Hawk源码解析

项目地址:https://github.com/orhanobut/hawk

处理流程
处理流程

一、初探

Hawk是一种安全的、简单的做key、value存储的库。

先来看看Hawk的初始化

  Hawk.init(this).build();

1.1 构造者模式

走进初始化,和大部分lib一样使用了构造者模式做些配置,其中先看看 HawkBuilder.java 所需要构造的变量:

  private Context context;  
  private Storage cryptoStorage;
  private Converter converter;
  private Parser parser;
  private Encryption encryption;
  private Serializer serializer;
  private LogInterceptor logInterceptor;

其实这些变量有些在第一张图上就诠释了,这些都是接口,具体的实现都可以自己定制。

之后我会具体的解释Put和Get操作,其中对整个图的过程以及这些变量会有对应的解释,总之,这几个变量是整个Hawk的核心。

1.2 外观模式

DefaultHawkFacade.java 这个类相当重要,是Hawk真正处理数据操作的,利用建造者模式创建好HawkBuilder然后作为参数传给DefaultHawkFacade。

EmptyHawkFacade.java 这是个空的类,如果没有调用Hawk.build()就用抛出异常 Hawk is not built.Please call build() and wait the initialisation finishes.

二、 put操作

  public static <T> boolean put(String key, T value) {
    return hawkFacade.put(key, value);
  }

前面说了,其实是 DefaultHawkFacade 在处理:

  @Override public <T> boolean put(String key, T value) {
    // 检查下key是不是为null
    HawkUtils.checkNull("Key", key);
    log("Hawk.put -> key: " + key + ", value: " + value);

    // 如果value是null,则直接删除,delete()见2.1
    if (value == null) {
      log("Hawk.put -> Value is null. Any existing value will be deleted with the given key");
      return delete(key);
    }

    // 1. 将value转成字符串,converter.toString()见2.2
    String plainText = converter.toString(value);
    log("Hawk.put -> Converted to " + plainText);
    if (plainText == null) {
      log("Hawk.put -> Converter failed");
      return false;
    }

    // 2. 加密文本,encryption.encrypt()见2.3
    String cipherText = null;
    try {
      cipherText = encryption.encrypt(key, plainText);
      log("Hawk.put -> Encrypted to  " + cipherText);
    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }
    if (cipherText == null) {
      log("Hawk.put -> Encryption failed");
      return false;
    }

    // 3. 将value和上一步加密后的文本重新串成一个新的文本,这一步相当重要,见2.4
    String serializedText = serializer.serialize(cipherText, value);
    log("Hawk.put -> Serialized to" + serializedText);
    if (serializedText == null) {
      log("Hawk.put -> Serialization failed");
      return false;
    }

    // 4. 存储
    if (storage.put(key, serializedText)) {
      log("Hawk.put -> Stored successfully");
      return true;
    } else {
      log("Hawk.put -> Store operation failed");
      return false;
    }
  }

2.1 delete()

删除操作最后落在这 SharedPreferencesStorage.java

  private final SharedPreferences preferences;

  @Override public boolean delete(String key) {
    return getEditor().remove(key).commit();
  }
  
  private SharedPreferences.Editor getEditor() {
    return preferences.edit();
  }

可以看到,Hawk最后存储的方式其实还是用的SharedPreferences。

2.2 converter.toString()

转换操作在 HawkConverter.java 里:

  private final Parser parser;

  @Override public <T> String toString(T value) {
    if (value == null) {
      return null;
    }
    return parser.toJson(value);
  }

parser是个什么鬼?来看看 GsonParser.java

  private final Gson gson;
  
  @Override public String toJson(Object body) {
    return gson.toJson(body);
  }

原来Hawk是直接将存储的value通过gson反序列化成String。

2.3 encryption.encrypt()

加密操作在 ConcealEncryption.java 里:

  private final Crypto crypto;
  
  @Override public String encrypt(String key, String plainText) throws Exception {
    Entity entity = Entity.create(key);
    byte[] bytes = crypto.encrypt(plainText.getBytes(), entity);
    return Base64.encodeToString(bytes, Base64.NO_WRAP);
  }

Crypto 是facebook开源的高效加密验证方案conceal,Hawk将之前反序列化生成的文本经过conceal加密后再Base64一下返回加密后的文本。

2.4 串行操作

做这一步是为了解决泛型擦除后,想通过gson反序列化回原来的类型对象,那么这里就会通过自己的手段记录一下类型。

相关操作在 HawkSerializer.java 里:

  private static final char DELIMITER = '@';
  private static final String INFO_DELIMITER = "#";
  private static final char NEW_VERSION = 'V';
  
  @Override public <T> String serialize(String cipherText, T originalGivenValue) {
    // 检查参数不为null
    HawkUtils.checkNullOrEmpty("Cipher text", cipherText);
    HawkUtils.checkNull("Value", originalGivenValue);

    String keyClassName = "";
    String valueClassName = "";
    char dataType;
    // 如果是value是List类型
    if (List.class.isAssignableFrom(originalGivenValue.getClass())) {
      List<?> list = (List<?>) originalGivenValue;
      if (!list.isEmpty()) {
      // keyClassName取第0个元素的类型
        keyClassName = list.get(0).getClass().getName();
      }
      // dataType设为List
      dataType = DataInfo.TYPE_LIST;
    }
    // 如果是value是Map类型 
    else if (Map.class.isAssignableFrom(originalGivenValue.getClass())) {
      // dataType设为Map
      dataType = DataInfo.TYPE_MAP;
      Map<?, ?> map = (Map) originalGivenValue;
      if (!map.isEmpty()) {
        for (Map.Entry<?, ?> entry : map.entrySet()) {
        // keyClassName取第0个元素的key的类型
        // valueClassName取第0个元素的value的类型
          keyClassName = entry.getKey().getClass().getName();
          valueClassName = entry.getValue().getClass().getName();
          break;
        }
      }
    } 
    // 如果是value是Set类型
    else if (Set.class.isAssignableFrom(originalGivenValue.getClass())) {
      Set<?> set = (Set<?>) originalGivenValue;
      if (!set.isEmpty()) {
        Iterator<?> iterator = set.iterator();
        if (iterator.hasNext()) {
          // keyClassName取第0个元素的类型
          keyClassName = iterator.next().getClass().getName();
        }
      }
      // dataType设为Set
      dataType = DataInfo.TYPE_SET;
    } else {
      // dataType设为Object
      dataType = DataInfo.TYPE_OBJECT;
      // keyClassName取value的类型
      keyClassName = originalGivenValue.getClass().getName();
    }
    
    //用上述统计到的信息拼接串行成一个新的String,这个结构会被之后deserialize中用到
    return keyClassName + INFO_DELIMITER +
        valueClassName + INFO_DELIMITER +
        dataType + NEW_VERSION + DELIMITER +
        cipherText;
  }

可以看到,Hawk对value的类型在这里做了记录,以便之后反序列化时用到。

三、get操作

因为put和get是相对的,所以理解put后去看get那就是相当容易了。

  public static <T> T get(String key) {
    return hawkFacade.get(key);
  }

具体操作还是在 DefaultHawkFacade

  @Override public <T> T get(String key) {
    log("Hawk.get -> key: " + key);
    if (key == null) {
      log("Hawk.get -> null key, returning null value ");
      return null;
    }

    // 1. 先通过SharedPreferences取得之前存的文本
    String serializedText = storage.get(key);
    log("Hawk.get -> Fetched from storage : " + serializedText);
    if (serializedText == null) {
      log("Hawk.get -> Fetching from storage failed");
      return null;
    }

    // 2. 将之前手动拼接的String进行解析,返回DataInfo,见3.1
    DataInfo dataInfo = serializer.deserialize(serializedText);
    log("Hawk.get -> Deserialized");
    if (dataInfo == null) {
      log("Hawk.get -> Deserialization failed");
      return null;
    }

    // 3. 解密
    String plainText = null;
    try {
      plainText = encryption.decrypt(key, dataInfo.cipherText);
      log("Hawk.get -> Decrypted to : " + plainText);
    } catch (Exception e) {
      log("Hawk.get -> Decrypt failed: " + e.getMessage());
    }
    if (plainText == null) {
      log("Hawk.get -> Decrypt failed");
      return null;
    }

    // 4. 反序列化为原对象,见3.2
    T result = null;
    try {
      result = converter.fromString(plainText, dataInfo);
      log("Hawk.get -> Converted to : " + result);
    } catch (Exception e) {
      log("Hawk.get -> Converter failed");
    }

    return result;
  }

3.1 解析串行文本

还是 HawkSerializer.java

  @Override public DataInfo deserialize(String serializedText) {
  
    // 先粘贴下之前拼接的规则 
    // keyClassName + INFO_DELIMITER + valueClassName + INFO_DELIMITER + dataType + NEW_VERSION + DELIMITER + cipherText
  
    // 通过INFO_DELIMITER分割之前拼接的String
    String[] infos = serializedText.split(INFO_DELIMITER);

    // 获取之前存的 dataType
    char type = infos[2].charAt(0);

    // if it is collection, no need to create the class object
    Class<?> keyClazz = null;
    // 获取之前存的 keyClassName
    String firstElement = infos[0];
    if (firstElement != null && firstElement.length() != 0) {
      try {
        keyClazz = Class.forName(firstElement);
      } catch (ClassNotFoundException e) {
        logInterceptor.onLog("HawkSerializer -> " + e.getMessage());
      }
    }

    Class<?> valueClazz = null;
    // 获取之前存的 valueClassName
    String secondElement = infos[1];
    if (secondElement != null && secondElement.length() != 0) {
      try {
        valueClazz = Class.forName(secondElement);
      } catch (ClassNotFoundException e) {
        logInterceptor.onLog("HawkSerializer -> " + e.getMessage());
      }
    }

    // 获取之前存的 加密后的文本
    String cipherText = getCipherText(infos[infos.length - 1]);
    // 返回DataInfo对象
    return new DataInfo(type, cipherText, keyClazz, valueClazz);
  }

再来看看DataInfo对象:

  final char dataType;
  final String cipherText;
  final Class keyClazz;
  final Class valueClazz;

  DataInfo(char dataType, String cipherText, Class keyClazz, Class valueClazz) {
    this.cipherText = cipherText;
    this.keyClazz = keyClazz;
    this.valueClazz = valueClazz;
    this.dataType = dataType;
  }

总之,这一步就是把之前put时拼接存的信息又都解析出来了。

3.2 反序列化为原对象

3.1中所做的又都是为这一步做铺垫,这里是想拿到正确结果至关重要的一步,来看 HawkConverter.java

  @SuppressWarnings("unchecked")
  @Override public <T> T fromString(String value, DataInfo info) throws Exception {
    if (value == null) {
      return null;
    }
    HawkUtils.checkNull("data info", info);

    Class<?> keyType = info.keyClazz;
    Class<?> valueType = info.valueClazz;

    switch (info.dataType) {
      case DataInfo.TYPE_OBJECT:
        return toObject(value, keyType);
      case DataInfo.TYPE_LIST:
        return toList(value, keyType);
      case DataInfo.TYPE_MAP:
        return toMap(value, keyType, valueType);
      case DataInfo.TYPE_SET:
        return toSet(value, keyType);
      default:
        return null;
    }
  }

以List为例,看看toList(value, keyType)做了啥:

  @SuppressWarnings("unchecked")
  private <T> T toList(String json, Class<?> type) throws Exception {
    if (type == null) {
      return (T) new ArrayList<>();
    }
    // 利用gson反序列化回来
    List<T> list = parser.fromJson(
        json,
        new TypeToken<List<T>>() {
        }.getType()
    );

    int size = list.size();
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      // 解决子元素泛型擦除问题
      list.set(i, (T) parser.fromJson(parser.toJson(list.get(i)), type));
    }
    return (T) list;
  }

尾语

Hawk的代码写的很干净,流程中任何步骤都可以被开发人员定制,比如你如果觉得gson太慢,可以换成别的。

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