OpenHarmony移植：如何适配utils子系统之KV存储部件

转x33g5p2x  于2022-02-28 转载在 Harmony  
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**摘要：**本文介绍移植开发板时如何适配utils子系统之KV存储部件，并介绍相关的运行机制原理。

本文分享自华为云社区《OpenHarmony移植案例与原理 - utils子系统之KV存储部件》，作者： zhushy。

Utils子系统是OpenHarmony的公共基础库，存放OpenHarmony通用的基础组件。这些基础组件可被OpenHarmony各业务子系统及上层应用所使用。公共基础库在不同平台上提供的能力：

  • LiteOS-M内核：KV(key value)存储、文件操作、定时器、Dump系统属性。
  • LiteOS-A内核：KV(key value)存储、定时器、JS API(设备查询，数据存储)、Dump系统属性。

本文介绍下移植开发板时如何适配utils子系统之KV存储部件，并介绍下相关的运行机制原理。KV存储部件定义在utils\native\lite\。源代码目录如下：

utils/native/lite/              # 公共基础库根目录
├── file                        # 文件接口实现
├── hals                        # HAL目录
│   └── file                    # 文件操作硬件抽象层头文件
├── include                     # 公共基础库对外接口文件
├── js                          # JS API目录                 
│   └── builtin
│       ├── common
│       ├── deviceinfokit       # 设备信息Kit
│       ├── filekit             # 文件Kit
│       └── kvstorekit          # KV存储Kit
├── kal                         # KAL目录
│   └── timer                   # Timer的KAL实现
├── kv_store	                # KV存储实现
│   ├── innerkits               # KV存储内部接口
│   └── src	                    # KV存储源文件
├── memory
│   └── include                 # 内存池管理接口
├── os_dump                     # Dump系统属性
└── timer_task                  # Timer实现

1、KV存储部件适配示例

1.1 配置产品解决方案config.json

utils子系统之KV存储部件的适配示例可以参考vendor\ohemu\qemu_csky_mini_system_demo\config.json，代码片段如下。⑴处用于配置子系统的KV存储部件。⑵处指定在开发板目录中适配目录，这个适配目录下需要创建目录device\qemu\SmartL_E802\adapter\hals\utils\file\，之前的移植案例与原理文章中介绍过vendor_adapter_dir目录。对于KV存储部件，与适配syspara_lite部件类似，适配kv_store部件时，键值对会写到文件中。在轻量系统中，文件操作相关接口有POSIX接口与HalFiles接口这两套实现。部件文件utils\native\lite\kv_store\src\BUILD.gn中声明了enable_ohos_utils_native_lite_kv_store_use_posix_kv_api配置参数，默认值为true。当使用默认值或主动设置为true时，使用POSIX相关的接口，否则使用HalFiles相关的接口。如果使用HalFiles相关的接口，需要适配UtilsFile部件，参考之前的移植案例与原理文章即可。

{
        "subsystem": "utils",
        "components": [
          { "component": "file", "features":[] },
⑴        { "component": "kv_store", "features":[] }
        ]
      }
    ],
⑵   "vendor_adapter_dir": "//device/qemu/SmartL_E802/adapter",

1.2 适配后运行示例代码

适配后，编写如下代码，就可以使用KV存储功能。下面是示例代码程序片段，实现保存键值，通过key键名获取对应的值，删除键值等等。

// 存储/更新key对应数据项
const char key1[] = "key_sample";
const char defValue[] = "test case of key value store.";
int ret = UtilsSetValue(key1, defValue);

// 根据key获取对应数据项
char value1[32] = {0};
ret = UtilsGetValue(key1, value1, 32);

// 删除key对应数据项
UtilsDeleteValue(key1);

2、KV存储部件kvstore_common通用代码

2.1 结构体、函数声明、变量

在文件utils\native\lite\kv_store\src\kvstore_common\kvstore_common.h中声明了KV存储的函数，并定义了结构体KvItem。⑴处定义了键值的最大长度，⑵处的FEATURE_KV_CACHE宏开关，定义在utils\native\lite\include\utils_config.h，默认是定义了该宏的。⑶处定义的结构体，成员包含键值，以及前驱后继结构体指针。

⑴  #define MAX_KEY_LEN 32
    #define MAX_VALUE_LEN 128

    boolean IsValidChar(const char ch);
    boolean IsValidValue(const char* value, unsigned int len);
    boolean IsValidKey(const char* key);

⑵  #ifdef FEATURE_KV_CACHE
⑶  typedef struct KvItem_ {
        char* key;
        char* value;
        struct KvItem_* next;
        struct KvItem_* prev;
    } KvItem;

    void DeleteKVCache(const char* key);
    void AddKVCache(const char* key, const char* value, boolean isNew);
    int GetValueByCache(const char* key, char* value, unsigned int maxLen);
    int ClearKVCacheInner(void);
    #endif

在文件utils\native\lite\kv_store\src\kvstore_common\kvstore_common.c中定义了内部全局变量，g_itemHeader、g_itemTail分别指向键值链表的首尾，g_sum记录键值对数量。

#ifdef FEATURE_KV_CACHE
static KvItem* g_itemHeader = NULL;
static KvItem* g_itemTail = NULL;
static int g_sum = 0;
#endif

2.2 键值有效性判断函数

函数IsValidKey、IsValidValue分别用于判断键、值是否为有效的。⑴处表明键值必须为小写的字符，数值，下划线或者点符号。使用IsValidValue判断值是否有效时，需要传入2个参数，一个是要判断的字符串值的指针，一个是长度len。⑵处获取字符串的个数，包含最后的null；不超过最大长度MAX_VALUE_LEN。然后进一步判断，如果长度为0，长度大于等于最大长度MAX_VALUE_LEN（因为需要末尾的null，等于也不行），或者大于参数中传递的长度时，都会返回FALSE，否则返回TRUE。使用IsValidKey判断键是否有效时，先调用函数IsValidValue确保长度是有效的，然后调用函数IsValidChar判断每一个字符都是有效的，只能是小写字符，数值或者点符号。

boolean IsValidChar(const char ch)
    {
⑴      if (islower(ch) || isdigit(ch) || (ch == '_') || (ch == '.')) {
            return TRUE;
        }
        return FALSE;
    }

    boolean IsValidValue(const char* value, unsigned int len)
    {
        if (value == NULL) {
            return FALSE;
        }
⑵      size_t valueLen = strnlen(value, MAX_VALUE_LEN);
        if ((valueLen == 0) || (valueLen >= MAX_VALUE_LEN) || (valueLen >= len)) {
            return FALSE;
        }
        return TRUE;
    }

    boolean IsValidKey(const char* key)
    {
        if (!IsValidValue(key, MAX_KEY_LEN)) {
            return FALSE;
        }
        size_t keyLen = strnlen(key, MAX_KEY_LEN);
        for (size_t i = 0; i < keyLen; i++) {
            if (!IsValidChar(key[i])) {
                return FALSE;
            }
        }
        return TRUE;
    }

2.3 根据键删除值DeleteKVCache

⑴处的函数FreeItem释放结构体成员变量指针，结构体占用的内存。函数DeleteKVCache用于删除键参数对应的值。⑵处从键值对头部的第一个键值开始，循环键值链表，比对参数中的键和循环到的键。如果不相等，则循环下一个链表节点。如果一直不相等，并且循环到的节点为NULL，说明链表中不存在相同的键，直接返回不需要执行删除操作。如果执行到⑶，说明键值对中存在匹配的键，键值对总数减去1。⑷处对删键值后的数量的各种情况进行判断，如果键值对数量为0，键值对首尾指针设置为NULL;如果删除的是队首元素，队尾元素，队中元素，分别处理。⑸处释放要删除的结构体占用的内存。

⑴   static void FreeItem(KvItem* item)
    {
        if (item == NULL) {
            return;
        }
        if (item->key != NULL) {
            free(item->key);
        }
        if (item->value != NULL) {
            free(item->value);
        }
        free(item);
    }

    void DeleteKVCache(const char* key)
    {
        if (key == NULL || g_itemHeader == NULL) {
            return;
        }

⑵      KvItem* item = g_itemHeader;
        while (strcmp(key, item->key) != 0) {
            item = item->next;
            if (item == NULL) {
                return;
            }
        }
⑶      g_sum--;
⑷      if (g_sum == 0) {
            g_itemHeader = NULL;
            g_itemTail = NULL;
        } else if (item == g_itemHeader) {
            g_itemHeader = item->next;
            g_itemHeader->prev = NULL;
        } else if (item == g_itemTail) {
            g_itemTail = item->prev;
            g_itemTail->next = NULL;
        } else {
            item->prev->next = item->next;
            item->next->prev = item->prev;
        }
⑸      FreeItem(item);
    }

2.4 添加缓存AddKVCache

函数AddKVCache添加一对键值到缓存里。共三个参数，前两者为键和值；第三个参数boolean isNew为true时，会先尝试删除旧的键值对，只保留最新的键值数据。如果为false，可能存在键值相同的两个键值对，但是值不同。做完必要的参数非空校验后，执行⑴获取键、值的字符长度。⑵处处理是否删除旧的键值对数据。⑶处为键值对结构体申请内存区域，内存区域置空。⑷处为键、值分别申请内存区域，申请的时候多加1个字符长度用于保存null空字符。⑸处把参数传入的键值数据复制到键值对结构体对应的内存区域。⑹处理缓存内没有键值数据的情况。当缓存有键值信息时，新加入的放入键值对链表头部。⑻处当缓存数量大于最大缓存数时，依次从尾部删除。

void AddKVCache(const char* key, const char* value, boolean isNew)
{
    if (key == NULL || value == NULL) {
        return;
    }

⑴  size_t keyLen = strnlen(key, MAX_KEY_LEN);
    size_t valueLen = strnlen(value, MAX_VALUE_LEN);
    if ((keyLen >= MAX_KEY_LEN) || (valueLen >= MAX_VALUE_LEN)) {
        return;
    }
⑵  if (isNew) {
        DeleteKVCache(key);
    }
⑶  KvItem* item = (KvItem *)malloc(sizeof(KvItem));
    if (item == NULL) {
        return;
    }
    (void)memset_s(item, sizeof(KvItem), 0, sizeof(KvItem));
⑷  item->key = (char *)malloc(keyLen + 1);
    item->value = (char *)malloc(valueLen + 1);
    if ((item->key == NULL) || (item->value == NULL)) {
        FreeItem(item);
        return;
    }
⑸  if ((strcpy_s(item->key, keyLen + 1, key) != EOK) ||
        (strcpy_s(item->value, valueLen + 1, value) != EOK)) {
        FreeItem(item);
        return;
    }
    item->prev = NULL;
    item->next = NULL;
⑹  if (g_itemHeader == NULL) {
        g_itemHeader = item;
        g_itemTail = item;
        g_sum++;
        return;
    }
⑺  item->next = g_itemHeader;
    g_itemHeader->prev = item;
    g_itemHeader = item;
    g_sum++;
⑻  while (g_sum > MAX_CACHE_SIZE) {
        KvItem* needDel = g_itemTail;
        g_itemTail = g_itemTail->prev;
        FreeItem(needDel);
        g_itemTail->next = NULL;
        g_sum--;
    }
}

2.5 从缓存中获取值GetValueByCache

函数GetValueByCache用于从缓存中读取值。共三个参数，前两者为键和值，const char* ke为键，输入参数；char* value为输出参数，用于保存返回的值；第三个参数unsigned int maxLen用于限制获取的值的最大长度。该函数的返回值代表获取成功EC_SUCCESS或失败EC_FAILURE。做完必要的参数非空校验后，执行⑴循环键值对链表，获取对应键的键值结构体。如果获取不到，则返回EC_FAILURE；否则，执行⑵获取值的长度，当这个长度超出值的最大长度时，返回EC_FAILURE。⑶处，如果获取的值的长度超出参数传入的长度，不会截断，而是返回错误。从item->value把值复制到输出参数里，如果失败也会返回错误。

int GetValueByCache(const char* key, char* value, unsigned int maxLen)
{
    if (key == NULL || value == NULL || g_itemHeader == NULL) {
        return EC_FAILURE;
    }

    KvItem* item = g_itemHeader;
⑴  while (strcmp(key, item->key) != 0) {
        item = item->next;
        if (item == NULL) {
            return EC_FAILURE;
        }
    }
⑵  size_t valueLen = strnlen(item->value, MAX_VALUE_LEN);
    if (valueLen >= MAX_VALUE_LEN) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑶  if ((valueLen >= maxLen) || (strcpy_s(value, maxLen, item->value) != EOK)) {
        return EC_FAILURE;
    }
    return EC_SUCCESS;
}

2.6 清除缓存ClearKVCacheInner

清除缓存函数ClearKVCacheInner会把缓存的键值对全部清空，返回清除成功或失败的返回值。⑴如果键值对链表头节点为空，返回成功。⑵处循环键值对链表每一个键值对元素，一一删除。每删除一个，执行⑶，把基础缓存的键值对数目减1。

int ClearKVCacheInner(void)
{
⑴  if (g_itemHeader == NULL) {
        return EC_SUCCESS;
    }
    KvItem* item = g_itemHeader;
⑵  while (item != NULL) {
        KvItem* temp = item;
        item = item->next;
        FreeItem(temp);
⑶      g_sum--;
    }
    g_itemHeader = NULL;
    g_itemTail = NULL;

    return (g_sum != 0) ? EC_FAILURE : EC_SUCCESS;
}

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;
}

5、KV存储部件对应UtilsFile接口部分的代码

分析下KV存储部件对应UtilsFile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，这些接口调用的全部是UtilsFile接口，没有使用POSIX的文件接口。

5.1 内部接口

5.1.1 GetValueByFile和SetValueToFile从文件中读写键值

函数GetValueByFile用于从文件中读取键值，⑴处获取键名对应的键值文件的大小，如果文件大于等于参数中指定的长度len，返回EC_FAILURE。等于也不行，末尾需要放置一个空字符。⑵处打开文件，然后读取文件，读取的内容放入变量value里。⑶处末尾添加null空字符，然后返回获取的字符的长度。函数SetValueToFile用于把键值保存到文件里，⑷处调用UtilsFile接口打开，然后写入到文件里。

static int GetValueByFile(const char* key, char* value, unsigned int len)
{
    unsigned int valueLen = 0;
⑴  if (UtilsFileStat(key, &valueLen) != EC_SUCCESS) {
        return EC_FAILURE;
    }
    if (valueLen >= len) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑵  int fd = UtilsFileOpen(key, O_RDONLY_FS, 0);
    if (fd < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = UtilsFileRead(fd, value, valueLen);
    UtilsFileClose(fd);
    fd = -1;
    if (ret < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑶  value[valueLen] = '\0';
    return valueLen;
}

static int SetValueToFile(const char* key, const char* value)
{
⑷  int fd = UtilsFileOpen(key, O_RDWR_FS | O_CREAT_FS | O_TRUNC_FS, 0);
    if (fd < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = UtilsFileWrite(fd, value, strlen(value));
    UtilsFileClose(fd);
    fd = -1;
    return (ret < 0) ? EC_FAILURE : EC_SUCCESS;
}

5.1.2 GetCurrentItem和SetCurrentItem获取设置键值对数量

函数GetCurrentItem用于获取键值对数量，⑴处可以看出，键值对数目保存在文件KV_FILE_SUM里。从文件里读取的键值对数量会放入⑵处的字符串里，字符串的长度为4，所以键值对的数量能是K级。然后执行UtilsFileRead读取文件内容，然后通过atoi函数转换为数值。函数SetCurrentItem用于更新键值对数量，保存到文件里。⑷处把整形的参数转换为字符串，然后打开文件KV_FILE_SUM，并写入。

#define KV_SUM_FILE        "KV_FILE_SUM"
#define KV_SUM_INDEX       4
......
static int GetCurrentItem(void)
{
⑴  int fd = UtilsFileOpen(KV_SUM_FILE, O_RDWR_FS, 0);
    if (fd < 0) {
        return 0;
    }
⑵  char value[KV_SUM_INDEX] = {0};
    int ret = UtilsFileRead(fd, value, KV_SUM_INDEX);
    UtilsFileClose(fd);
    fd = -1;
⑶  return (ret < 0) ? 0 : atoi(value);
}

static int SetCurrentItem(const int num)
{
    char value[KV_SUM_INDEX] = {0};
⑷  if (sprintf_s(value, KV_SUM_INDEX, "%d", num) < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int fd = UtilsFileOpen(KV_SUM_FILE, O_RDWR_FS | O_CREAT_FS, 0);
    if (fd < 0) {
        return EC_FAILURE;
    }
    int ret = UtilsFileWrite(fd, value, KV_SUM_INDEX);
    UtilsFileClose(fd);
    fd = -1;
    return (ret < 0) ? EC_FAILURE : EC_SUCCESS;
}

5.1.3 NewItem判断是否新键值对

函数NewItem用于判断给定的键名是否新的键值对，是否已经存在同样的键名。调用函数UtilsFileOpen，如果能打开，说明文件已经存在，否则不存在。

static boolean NewItem(const char* key)
{
    int fd = UtilsFileOpen(key, O_RDONLY_FS, 0);
    if (fd < 0) {
        return TRUE;
    }
    UtilsFileClose(fd);
    return FALSE;
}

5.2 获取键值UtilsGetValue

函数UtilsGetValue用于从文件中读取键值，传入键名key，读出的值保存在参数value，len设置读取的值的长度。如果支持键值对缓存，则执行⑴尝试从缓存中读取，否则执行⑵从文件中读取。读取成功后，会执行⑶把读取的键值加入缓存。

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

5.3 设置键值UtilsGetValue

函数UtilsGetValue用于设置键值对到文件。⑴处获取已有的键值对的数目，⑵处判断要设置的键值是否已经存在。⑶处如果键值对数量已经大于等于允许的最大值，并且要是新增的键值对，则然后EC_FAILURE。⑷处保存键值对到文件，如果支持缓存，则加入缓存。⑸处更新键值对数量。

int UtilsSetValue(const char* key, const char* value)
{
    if (!IsValidKey(key) || !IsValidValue(value, MAX_VALUE_LEN)) {
        return EC_INVALID;
    }
⑴  int currentNum = GetCurrentItem();
⑵  boolean newItem = NewItem(key);
⑶  if ((currentNum >= MAX_KV_SUM) && newItem) {
        return EC_FAILURE;
    }
⑷  int ret = SetValueToFile(key, value);
    if (ret == EC_SUCCESS) {
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
        AddKVCache(key, value, TRUE);
#endif
        if (newItem) {
            currentNum++;
        }
    }

⑸  return SetCurrentItem(currentNum);
}

5.4 删除键值UtilsDeleteValue等

函数UtilsDeleteValue用于删除键值文件，如果支持缓存则先从缓存中删除。执行⑴删除文件，⑵处更新键值对数目。函数ClearKVCache用于清除缓存。对于使用UtilsFile接口时，不需要UtilsSetEnv函数。

int UtilsDeleteValue(const char* key)
{
    if (!IsValidKey(key)) {
        return EC_INVALID;
    }
#ifdef FEATURE_KV_CACHE
    DeleteKVCache(key);
#endif
⑴  int ret = UtilsFileDelete(key);
    if (ret == EC_SUCCESS) {
⑵      ret = SetCurrentItem(GetCurrentItem() - 1);
    }
    return ret;
}

#ifdef FEATURE_KV_CACHE
int ClearKVCache(void)
{
    return ClearKVCacheInner();
}
#endif

int UtilsSetEnv(const char* path)
{
    return EC_SUCCESS;
}

参考站点

参考了下述站点，或者推荐读者阅读下述站点了解更多信息。

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