Android Preferences DataStore 完全指南：从入门到实战的最佳实践

2026-02-14 06:08:54 0条评论 1次阅读 0人点赞

在现代 Android 开发中，数据的持久化存储是一个绕不开的话题。你是否还在为 INLINECODE4be228ce 的同步 API 导致的 ANR（应用无响应）问题而头疼？或者是厌倦了处理 INLINECODEb17dc2a4 这样的异常？如果是，那么你绝对不是一个人在战斗。作为一名开发者，我们都经历过那种试图在主线程解析数据时界面卡顿的痛苦，或者是因为简单的键值对存储不一致而产生的 Bug。

好消息是，有了 Preferences DataStore，这一切都将成为历史。在这篇文章中，我们将深入探讨 Google 推荐的这种新型数据存储解决方案。我们将不仅学习它是什么，更重要的是掌握如何在实际项目中高效、安全地使用它。

什么是 Preferences DataStore？

简单来说，Preferences DataStore 是 Google 推出的用于替代 SharedPreferences 的新一代数据存储方案。它基于 Kotlin 协程和 Flow 构建，完全以异步方式存储数据，从而保证了 UI 线程的安全，再也不会阻塞主线程。你可以把它想象成一个现代化的、类型安全的、能够感知数据变更的“键值对”存储箱。

为什么我们要抛弃 SharedPreferences？

在开始写代码之前，让我们明确一下为什么要进行这次技术栈的迁移：

  • 异步 API：SharedPreferences 往往要在主线程操作，可能会导致界面卡顿；而 DataStore 默认就是异步的，通过 Kotlin 的协程和 Flow 实现，这能保证你的应用始终如丝般顺滑。
  • 数据一致性：DataStore 会自动处理事务，保证数据原子性更新。你不会再遇到更新了半个配置就崩溃的情况。
  • 类型安全与可测试性：DataStore 提供了强类型的 Key，并且完全支持数据的可测试性，无需像以前那样编写难以维护的 Mock 代码。

#### 准备工作

为了确保我们能专注于核心逻辑，本教程将使用 Kotlin 作为开发语言。如果你还在使用 Java，强烈建议你在这个项目中尝试一下 Kotlin，因为协程带来的体验提升是巨大的。

让我们正式开始！

第 1 步：创建新项目

首先，我们需要一个“战场”。请打开 Android Studio 并创建一个新项目（你可以参考 Android Studio 的标准新建项目流程）。

> 重要提示：在创建项目时，请务必选择 Kotlin 作为编程语言，这将大大简化我们对协程的使用。

第 2 步：添加必要的依赖

进入 build.gradle.kts (Module :app) 文件。为了让 DataStore 工作，并且能够以响应式的方式更新 UI，我们需要添加 DataStore 核心库以及 LiveData 依赖（用于在 Activity 中观察数据变化）。

请添加以下代码块，然后点击 Sync Now：

dependencies {
    // Preferences DataStore 核心库
    implementation("androidx.datastore:datastore-preferences:1.1.6")

    // LiveData - 可选，但在 ViewModels 中连接 Flow 非常有用
    implementation("androidx.lifecycle:lifecycle-livedata-ktx:2.8.7")
}

第 3 步：设计用户界面

让我们先搞定看得见的东西。我们需要一个简单的界面来输入用户信息（姓名和年龄），并且能够显示我们刚刚保存的数据。

打开 INLINECODEd5e1940b。在这里，我们将使用 INLINECODE94168a3e 作为根布局，包含两个输入框、一个保存按钮，以及两个用于显示结果的文本框。

activity_main.xml 代码如下：

第 4 步：编写数据管理层

这是 DataStore 的核心部分。为了避免代码混乱，我们不应该直接在 Activity 中处理数据存储逻辑。最佳实践是创建一个单独的类来管理数据。

让我们创建一个新的 Kotlin 类，命名为 UserManager.kt。这个类将负责所有与 DataStore 的交互。

深入了解代码逻辑：

  • 创建 DataStore 实例：通过 Kotlin 的属性委托，我们在 Context 的顶层创建一个名为 user_prefs 的 DataStore 实例。这不仅简洁，而且保证了整个应用中只有一个实例存在（单例模式）。
  • 定义键：我们需要定义“键”来存储和检索数据。这里我们使用 INLINECODEacb57c8d 和 INLINECODE7715b94e。
  • 保存数据：INLINECODE0e49c636 函数使用了 INLINECODE72bbd34f 关键字，因为它是一个耗时操作，必须在协程中运行。我们在 edit 作用域内修改数据，这保证了数据的原子性。
  • 读取数据：我们返回一个 Flow 流。这意味着每当数据发生变化时，监听者会自动收到通知，而不需要我们手动去反复查询。这是 DataStore 比 SharedPreferences 强大的地方。

UserManager.kt 代码如下：

data class UserInfo(
    val name: String,
    val age: Int
)

package org.geeksforgeeks.demo

import android.content.Context
import androidx.datastore.core.DataStore
import androidx.datastore.preferences.core.Preferences
import androidx.datastore.preferences.core.edit
import androidx.datastore.preferences.core.intPreferencesKey
import androidx.datastore.preferences.core.stringPreferencesKey
import androidx.datastore.preferences.preferencesDataStore
import kotlinx.coroutines.flow.Flow
import kotlinx.coroutines.flow.map

// 1. 在 Context 顶层创建 DataStore 实例
// 通过扩展属性和委托，我们可以像访问属性一样访问 DataStore
val Context.myDataStore by preferencesDataStore(name = "user_prefs")

class UserManager(private val context: Context) {

    // 2. 定义键值对用于存储和检索数据
    // companion object 相当于 Java 中的静态成员区域
    companion object {
        val USER_AGE_KEY = intPreferencesKey("USER_AGE")
        val USER_NAME_KEY = stringPreferencesKey("USER_NAME")
    }

    // 3. 存储用户数据的函数
    // suspend 关键字表示这是一个挂起函数，必须在协程作用域内调用
    suspend fun storeUser(age: Int, name: String) {
        context.myDataStore.edit { preferences ->
            // 这里的 ‘it‘ 是一个可变的 Preferences 对象
            it[USER_AGE_KEY] = age
            it[USER_NAME_KEY] = name
        }
    }

    // 4. 从 DataStore 中读取数据并封装成 Flow
    // 我们可以将这两个 Flow 合并，或者单独观察
    val userAgeFlow: Flow = context.myDataStore.data.map { preferences ->
        // 如果没有找到值，默认返回 0
        preferences[USER_AGE_KEY] ?: 0
    }

    val userNameFlow: Flow = context.myDataStore.data.map { preferences ->
        // 如果没有找到值，默认返回空字符串
        preferences[USER_NAME_KEY] ?: ""
    }
    
    // 进阶技巧：组合数据
    // 在实际开发中，你可能更倾向于返回一个包含用户信息的完整对象
    val userFlow: Flow = context.myDataStore.data.map { preferences ->
        UserInfo(
            name = preferences[USER_NAME_KEY] ?: "",
            age = preferences[USER_AGE_KEY] ?: 0
        )
    }
}

第 5 步：在 MainActivity 中连接 UI 与数据

有了数据管理层，现在让我们在 Activity 中把这一切串联起来。我们需要处理点击事件，在协程中保存数据，然后订阅 Flow 来显示数据。

为了确保线程安全，我们需要在 Activity 的 INLINECODEc1695672 中启动协程。同时，为了简化 Flow 的使用，我们可以使用 Kotlin 提供的 INLINECODE9fc563db 扩展函数。

MainActivity.kt 代码逻辑解析：

  • 初始化视图：使用 findViewById 获取控件引用。
  • 观察数据：使用 observe 监听 LiveData，当 DataStore 中的数据变化时，自动更新 TextView。这意味着如果你在另一个地方修改了数据，这里会自动刷新！
  • 处理点击：点击按钮时，从输入框获取文本并转换为 Int。然后使用 INLINECODEe39c58fe 启动协程调用 INLINECODEa98c6461。
data class UserInfo(val name: String, val age: Int)

package org.geeksforgeeks.demo

import android.os.Bundle
import android.widget.Button
import android.widget.EditText
import android.widget.TextView
import android.widget.Toast
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import androidx.lifecycle.asLiveData
import androidx.lifecycle.lifecycleScope
import kotlinx.coroutines.launch

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    // 声明控件
    private lateinit var etName: EditText
    private lateinit var etAge: EditText
    private lateinit var btnSave: Button
    private lateinit var tvName: TextView
    private lateinit var tvAge: TextView

    // 初始化 UserManager
    private val userManager by lazy { UserManager(applicationContext) }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        // 1. 绑定视图
        initViews()

        // 2. 设置监听器
        setupListeners()

        // 3. 观察数据变化
        observeData()
    }

    private fun initViews() {
        etName = findViewById(R.id.et_name)
        etAge = findViewById(R.id.et_age)
        btnSave = findViewById(R.id.btn_save)
        tvName = findViewById(R.id.tv_name)
        tvAge = findViewById(R.id.tv_age)
    }

    private fun setupListeners() {
        btnSave.setOnClickListener {
            val name = etName.text.toString()
            val ageText = etAge.text.toString()
            val age = if (ageText.isNotEmpty()) ageText.toInt() else 0

            // 使用协程保存数据
            lifecycleScope.launch {
                try {
                    userManager.storeUser(age, name)
                    Toast.makeText(this@MainActivity, "保存成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
                } catch (e: Exception) {
                    Toast.makeText(this@MainActivity, "保存失败: ${e.message}", Toast.LENGTH_SHORT).show()
                }
            }
        }
    }

    private fun observeData() {
        // 将 Flow 转换为 LiveData 并在主线程观察
        // DataStore 会发射最新值，所以界面启动时会立即加载已保存的数据
        userManager.userNameFlow.asLiveData().observe(this) { name ->
            tvName.text = "Name: $name"
        }

        userManager.userAgeFlow.asLiveData().observe(this) { age ->
            tvAge.text = "Age: $age"
        }
    }
}

进阶视角：处理异常与最佳实践

虽然上面的代码已经可以工作了，但在生产环境中，我们还需要考虑一些细节。

  • 处理 DataStore 读取异常：默认情况下，如果数据损坏，DataStore 会抛出异常。在生产应用中，你应该捕获这些异常，并提供默认值，或者在 Flow 中使用 catch 操作符来处理错误。
  • 不要在 DataStore 中存储大文件：Preferences DataStore 是专门为小型、简单的键值对设计的（如用户设置、Token）。如果你要存储复杂数据对象或大量数据，请使用 Room Database 或 Proto DataStore。

总结

我们今天学习了如何从零开始实现 Preferences DataStore。主要内容包括：

  • 如何配置 Gradle 依赖。
  • 如何创建 UserManager 类来封装存储逻辑。
  • 如何使用 Kotlin 协程的 suspend 函数异步保存数据。
  • 如何使用 Flow 监听数据变化并自动更新 UI。

接下来你该做什么？

现在你已经掌握了基础，我建议你在你的下一个个人项目中尝试将所有的 SharedPreferences 替换为 DataStore。不仅可以获得更好的性能，还能让你的代码库更加现代化。

如果你发现需要存储更复杂的类型，不妨去看看 Proto DataStore，它允许你定义数据的结构，提供了更强的类型安全性和可伸缩性。

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