java复制代码0000, 1110 + 0000, 0001 = 0000, 1111 // 14 + 1 = 15 正确
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位

java复制代码1000, 1110 + 1000, 0001 = 0000, 1111 // (-14) + (-1) = 15 错误
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位（最高位的 1 溢出）

java复制代码0000, 1110 + 1000, 0001 = 1001, 1111 // 14 + (-1) = -15 错误
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位

java复制代码// 补码表示法
0000, 1110 + 0000, 0001 = 0000, 1111 // 14 + 1 = 15 正确
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位

java复制代码// 补码表示法
1111, 0010 + 1111, 1111 = 1111, 0001 // (-14) + (-1) = -15 正确
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位（最高位的 1 溢出）

java复制代码// 补码表示法
0000, 1110 + 1111, 1111 = 0000, 1101 // 14 + (-1) = 13 正确
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位（最高位的 1 溢出）

java复制代码354365 - 95937 // = 258428

= 354365 - (1000000 - 904063)

= 354365 - 1000000 + 904063 【减整加补】

= 258428

java复制代码// 实际需要计算的是：
354365 + 904063
= 1258428 = 258428
  ^
  最高位 1 超出位数限制，直接丢弃

java复制代码// 原码表示法
0000, 1110 + 1000, 0001 = 1001, 1111 // 14 + (-1) = -15 错误
^           ^          ^
符号位        符号位       符号位

// 补码表示法
0000, 1110 + 1111, 1111 = 1, 0000, 1101 // 14 + (-1) = 13 正确
^           ^          ^
符号位        符号位       最高位 1 超出位数限制，直接丢弃

java复制代码public final class EditorImpl implements Editor {

    @Override
    public boolean commit() {
        // 1、获取事务对象（前文已分析）
        MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
        // 2、提交磁盘写回任务
        SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, null /* 写回成功回调 */);
        // 3、阻塞等待写回完成
        mcr.writtenToDiskLatch.await();
        // 4、触发回调监听器
        notifyListeners(mcr);
        return mcr.writeToDiskResult;
    }
}

java复制代码@Override
public void apply() {
    // 1、获取事务对象（前文已分析）
    final MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
    // 2、提交 aWait 任务
    // 疑问：postWriteRunnable 可以理解，awaitCommit 是什么？
    final Runnable awaitCommit = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 阻塞线程直到磁盘任务执行完毕
            mcr.writtenToDiskLatch.await();
        }
    };
    QueuedWork.addFinisher(awaitCommit);
    // 3、创建写回成功回调
    Runnable postWriteRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            // 执行 aWait 任务
            awaitCommit.run();
            // 移除 aWait 任务
            QueuedWork.removeFinisher(awaitCommit);
        }
    };

    // 4、提交磁盘写回任务，并绑定写回成功回调
    SharedPreferencesImpl.this.enqueueDiskWrite(mcr, postWriteRunnable /* 写回成功回调 */);

    // 5、触发回调监听器
    notifyListeners(mcr);
}

java复制代码// 提交 aWait 任务（后文详细分析）
private static final LinkedList<Runnable> sFinishers = new LinkedList<>();

public static void addFinisher(Runnable finisher) {
    synchronized (sLock) {
        sFinishers.add(finisher);
    }
}

public static void removeFinisher(Runnable finisher) {
    synchronized (sLock) {
        sFinishers.remove(finisher);
    }
}

java复制代码private void enqueueDiskWrite(final MemoryCommitResult mcr, final Runnable postWriteRunnable) {
    // 1、根据是否有 postWriteRunnable 回调区分是 commit 和 apply
    final boolean isFromSyncCommit = (postWriteRunnable == null);
    // 2、创建磁盘写回任务
    final Runnable writeToDiskRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (mWritingToDiskLock) {
                // 2.1 写入磁盘文件
                writeToFile(mcr, isFromSyncCommit);
            }
            synchronized (mLock) {
                // 2.2 mDiskWritesInFlight：进行中事务自减 1
                mDiskWritesInFlight--;
            }
            if (postWriteRunnable != null) {
                // 2.3 触发写回成功回调
                postWriteRunnable.run();
            }
        }
    };

    // 3、同步写回且不存在并发写回，则直接在当前线程
    // 这就是前文提到 “commit 也不是绝对在当前线程同步写回” 的源码出处
    if (isFromSyncCommit) {
        boolean wasEmpty = false;
        synchronized (mLock) {
            // 如果存在并发写回的事务，则此处 wasEmpty = false
            wasEmpty = mDiskWritesInFlight == 1;
        }
        // wasEmpty 为 true 说明当前只有一个线程在执行提交操作，那么就直接在此线程上完成任务
        if (wasEmpty) {
            writeToDiskRunnable.run();
            return;
        }
    }

    // 4、交给 QueuedWork 调度（同步任务不可以延迟）
    QueuedWork.queue(writeToDiskRunnable, !isFromSyncCommit /*是否可以延迟*/ );
}

@GuardedBy("mWritingToDiskLock")
private void writeToFile(MemoryCommitResult mcr, boolean isFromSyncCommit) {
    // 稍后分析
}

java复制代码@GuardedBy("sLock")
private static LinkedList<Runnable> sWork = new LinkedList<>();

// 提交任务
// shouldDelay：是否延迟
public static void queue(Runnable work, boolean shouldDelay) {
    Handler handler = getHandler();

    synchronized (sLock) {
        // 入队
        sWork.add(work);
        // 发送 Handler 消息，触发 HandlerThread 执行任务
        if (shouldDelay && sCanDelay) {
            handler.sendEmptyMessageDelayed(QueuedWorkHandler.MSG_RUN, DELAY /* 100ms */);
        } else {
            handler.sendEmptyMessage(QueuedWorkHandler.MSG_RUN);
        }
    }
}

private static Handler getHandler() {
    synchronized (sLock) {
        if (sHandler == null) {
            // 创建 HandlerThread 后台线程
            HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("queued-work-looper", Process.THREAD_PRIORITY_FOREGROUND);
            handlerThread.start();

            sHandler = new QueuedWorkHandler(handlerThread.getLooper());
        }
        return sHandler;
    }
}

private static class QueuedWorkHandler extends Handler {
    static final int MSG_RUN = 1;

    QueuedWorkHandler(Looper looper) {
        super(looper);
    }

    public void handleMessage(Message msg) {
        if (msg.what == MSG_RUN) {
            // 执行任务
            processPendingWork();
        }
    }
}

private static void processPendingWork() {
    synchronized (sProcessingWork) {
        LinkedList<Runnable> work;

        synchronized (sLock) {
            // 创建新的任务队列
            // 这一步是必须的，否则会与 enqueueDiskWrite 冲突
            work = sWork;
            sWork = new LinkedList<>();

            // Remove all msg-s as all work will be processed now
            getHandler().removeMessages(QueuedWorkHandler.MSG_RUN);
        }

        // 遍历 ，按顺序执行 sWork 任务队列
        if (work.size() > 0) {
            for (Runnable w : work) {
                w.run();
            }
        }
    }
}

java复制代码@Override
public void handlePauseActivity(...) {
    performPauseActivity(r, finished, reason, pendingActions);
    // Make sure any pending writes are now committed.
    if (r.isPreHoneycomb()) {
        QueuedWork.waitToFinish();
    }
    ...
}

private void handleStopService(IBinder token) {
    ...
    QueuedWork.waitToFinish();
    ActivityManager.getService().serviceDoneExecuting(token, SERVICE_DONE_EXECUTING_STOP, 0, 0);
    ...
}

java复制代码@GuardedBy("sLock")
private static Handler sHandler = null;

public static void waitToFinish() {
    boolean hadMessages = false;

    Handler handler = getHandler();

    synchronized (sLock) {
        if (handler.hasMessages(QueuedWorkHandler.MSG_RUN)) {
            // Delayed work will be processed at processPendingWork() below
            handler.removeMessages(QueuedWorkHandler.MSG_RUN);
        }
        // We should not delay any work as this might delay the finishers
        sCanDelay = false;
    }

    // Android 8.0 优化：帮助子线程执行磁盘写回
    // 作用有限，因为 QueuedWork 使用了 sProcessingWork 锁保证同一时间最多只有一个线程在执行磁盘写回
    // 所以这里应该是尝试在主线程执行，可以提升线程优先级
    processPendingWork();

    // 执行 sFinshers 等待队列，等待所有写回任务结束
    try {
        while (true) {
            Runnable finisher;

            synchronized (sLock) {
                finisher = sFinishers.poll();
            }

            if (finisher == null) {
                break;
            }
            // 执行 mcr.writtenToDiskLatch.await();
            // 阻塞线程直到磁盘任务执行完毕
            finisher.run();
        }
    } finally {
        sCanDelay = true;
    }
}

java复制代码public static boolean hasPendingWork() {
    return !sPendingWorkFinishers.isEmpty();
}

java复制代码// 内存版本
@GuardedBy("this")
private long mCurrentMemoryStateGeneration;

// 磁盘版本
@GuardedBy("mWritingToDiskLock")
private long mDiskStateGeneration;

// 写回事务
private static class MemoryCommitResult {
    // 内存版本
    final long memoryStateGeneration;
    // 需要全量覆盖写回磁盘的数据
    final Map<String, Object> mapToWriteToDisk;
    // 同步计数器
final CountDownLatch writtenToDiskLatch = new CountDownLatch(1);

    // 后文写回结束后调用
    // wasWritten：是否有执行写回
    // result：是否成功
    void setDiskWriteResult(boolean wasWritten, boolean result) {
        this.wasWritten = wasWritten;
        writeToDiskResult = result;
        // 唤醒等待锁
        writtenToDiskLatch.countDown();
    }
}

// 提交写回事务
private void enqueueDiskWrite(final MemoryCommitResult mcr, final Runnable postWriteRunnable) {
    ...
    // 创建磁盘写回任务
    final Runnable writeToDiskRunnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            synchronized (mWritingToDiskLock) {
                // 2.1 写入磁盘文件
                writeToFile(mcr, isFromSyncCommit);
            }
            synchronized (mLock) {
                // 2.2 mDiskWritesInFlight：进行中事务自减 1
                mDiskWritesInFlight--;
            }
            if (postWriteRunnable != null) {
                // 2.3 触发写回成功回调
                postWriteRunnable.run();
            }
        }
    };
    ...
}

// 写回文件
// isFromSyncCommit：是否同步写回
@GuardedBy("mWritingToDiskLock")
private void writeToFile(MemoryCommitResult mcr, boolean isFromSyncCommit) {
    boolean fileExists = mFile.exists();
    // 如果旧文件存在
    if (fileExists) { 
        // 1. 过滤无效写回事务
        // 是否需要执行写回
        boolean needsWrite = false;

        // 1.1 磁盘版本小于内存版本，才有可能需要写回
        // （只有旧文件存在才会走到这个分支，但是旧文件不存在的时候也可能存在无意义的写回，
        // 猜测官方是希望首次创建文件的写回能够及时尽快执行，毕竟只有一个后台线程）
        if (mDiskStateGeneration < mcr.memoryStateGeneration) {
            if (isFromSyncCommit) {
                // 1.2 同步写回必须写回
                needsWrite = true;
            } else {
                // 1.3 异步写回需要判断事务对象的内存版本，只有最新的内存版本才有必要执行写回
                synchronized (mLock) {
                    if (mCurrentMemoryStateGeneration == mcr.memoryStateGeneration) {
                        needsWrite = true;
                    }
                }
            }
        }

        if (!needsWrite) {
            // 1.4 无效的异步写回，直接结束
            mcr.setDiskWriteResult(false, true);
            return;
        }

        // 2. 文件备份
        boolean backupFileExists = mBackupFile.exists();
        if (!backupFileExists) {
            // 2.1 如果不存在备份文件，则将旧文件重命名为备份文件
            if (!mFile.renameTo(mBackupFile)) {
                // 备份失败
                mcr.setDiskWriteResult(false, false);
                return;
            }
        } else {
            // 2.2 如果存在备份文件，则删除无效的旧文件（上一次写回出并且后处理没有成功删除的情况）
            mFile.delete();
        }
    }

    try {
        // 3、全量覆盖写回磁盘
        // 3.1 打开文件输出流
        FileOutputStream str = createFileOutputStream(mFile);
        if (str == null) {
            // 打开输出流失败
            mcr.setDiskWriteResult(false, false);
            return;
        }
        // 3.2 将 mapToWriteToDisk 映射表全量写出
        XmlUtils.writeMapXml(mcr.mapToWriteToDisk, str);
        // 3.3 FileUtils.sync：强制操作系统将页缓存写回磁盘
        FileUtils.sync(str);
        // 关闭输出流
        str.close();
        ContextImpl.setFilePermissionsFromMode(mFile.getPath(), mMode, 0);

        // 3.4 写入成功，则删除备份文件（如果没有走到这一步，在将来读取文件时，会重新恢复备份文件）
        mBackupFile.delete();
        // 3.5 将磁盘版本记录为当前内存版本
        mDiskStateGeneration = mcr.memoryStateGeneration;
        // 3.6 写回结束（成功）
        mcr.setDiskWriteResult(true, true);

        return;
    } catch (XmlPullParserException e) {
        Log.w(TAG, "writeToFile: Got exception:", e);
    } catch (IOException e) {
        Log.w(TAG, "writeToFile: Got exception:", e);
    }

    // 在 try 块中抛出异常，会走到这里
    // 4、后处理：删除写至半途的无效文件
    if (mFile.exists()) {
        if (!mFile.delete()) {
            Log.e(TAG, "Couldn't clean up partially-written file " + mFile);
        }
    }
    // 写回结束（失败）
    mcr.setDiskWriteResult(false, false);
}

// -> 读取并解析文件数据
private void loadFromDisk() {
    synchronized (mLock) {
        if (mLoaded) {
            return;
        }
        // 1、如果存在备份文件，则恢复备份数据（后文详细分析）
        if (mBackupFile.exists()) {
            mFile.delete();
            mBackupFile.renameTo(mFile);
        }
    }
    ...
}

java复制代码@GuardedBy("mLock")
private Map<String, Object> mMap;

java复制代码@GuardedBy("mLock")
private final WeakHashMap<OnSharedPreferenceChangeListener, Object> mListeners =
    new WeakHashMap<OnSharedPreferenceChangeListener, Object>();

java复制代码public interface SharedPreferences {

    public interface OnSharedPreferenceChangeListener {
        void onSharedPreferenceChanged(SharedPreferences sharedPreferences, String key);
    }
}

java复制代码// 文件时间戳
@GuardedBy("mLock")
private StructTimespec mStatTimestamp;
// 文件大小
@GuardedBy("mLock")
private long mStatSize;

// 读取文件
private void loadFromDisk() {
    ...
    mStatTimestamp = stat.st_mtim;
    mStatSize = stat.st_size;
    ...
}

// 写入文件
private void writeToFile(MemoryCommitResult mcr, boolean isFromSyncCommit) {
    ...
    mStatTimestamp = stat.st_mtim;
    mStatSize = stat.st_size;
    ...
}

// 检查文件
private boolean hasFileChangedUnexpectedly() {
    synchronized (mLock) {
        if (mDiskWritesInFlight > 0) {
            // If we know we caused it, it's not unexpected.
            if (DEBUG) Log.d(TAG, "disk write in flight, not unexpected.");
            return false;
        }
    }

    // 读取文件 Stat 信息
    final StructStat stat = Os.stat(mFile.getPath());

    synchronized (mLock) {
        // 检查修改时间和文件大小
        return !stat.st_mtim.equals(mStatTimestamp) || mStatSize != stat.st_size;
    }
}

java复制代码class ContextImpl extends Context {

    // 获取 SharedPreferences 对象
    @Override
    public SharedPreferences getSharedPreferences(String name, int mode) {
        // 后文详细分析...
    }
}

java复制代码SharedPreferences sp = getSharedPreferences("prefs", Context.MODE_PRIVATE);

// 创建事务
Editor editor = sp.edit();
editor.putString("name", "XIAO PENG");
// 同步提交事务
boolean result = editor.commit(); 
// 异步提交事务
// editor.apply()

// 读取数据
String blog = sp.getString("name", "PENG");

xml复制代码<?xml version='1.0' encoding='utf-8' standalone='yes' ?>
<map>    
    <string name="name">XIAO PENG</string>
</map>

java复制代码class ContextImpl extends Context {

    // SharedPreferences 文件根目录
    private File mPreferencesDir;

    // <文件名 - 文件>
    @GuardedBy("ContextImpl.class")
    private ArrayMap<String, File> mSharedPrefsPaths;

    // 获取 SharedPreferences 对象
    @Override
    public SharedPreferences getSharedPreferences(String name, int mode) {
        // 1、文件名转文件对象
        File file;
        synchronized (ContextImpl.class) {
            // 1.1 查询映射表
            if (mSharedPrefsPaths == null) {
                mSharedPrefsPaths = new ArrayMap<>();
            }
            file = mSharedPrefsPaths.get(name);
            // 1.2 缓存未命中，创建 File 对象
            if (file == null) {
                file = getSharedPreferencesPath(name);
                mSharedPrefsPaths.put(name, file);
            }
        }
        // 2、获取 SharedPreferences 对象
        return getSharedPreferences(file, mode);
    }
		
    // -> 1.2 缓存未命中，创建 File 对象
    @Override
    public File getSharedPreferencesPath(String name) {
        return makeFilename(getPreferencesDir(), name + ".xml");
    }

    private File getPreferencesDir() {
        synchronized (mSync) {
            // 文件目录：data/data/[package_name]/shared_prefs/
            if (mPreferencesDir == null) {
                mPreferencesDir = new File(getDataDir(), "shared_prefs");
            }
            return ensurePrivateDirExists(mPreferencesDir);
        }
    }
}

java复制代码class ContextImpl extends Context {

    // <包名 - Map>
    // <文件 - SharedPreferencesImpl>
    @GuardedBy("ContextImpl.class")
    private static ArrayMap<String, ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl>> sSharedPrefsCache;

    // -> 2、获取 SharedPreferences 对象
    @Override
    public SharedPreferences getSharedPreferences(File file, int mode) {
        SharedPreferencesImpl sp;
        synchronized (ContextImpl.class) {
            // 2.1 查询缓存
            final ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl> cache = getSharedPreferencesCacheLocked();
            sp = cache.get(file);
            // 2.2 未命中缓存（首次获取）
            if (sp == null) {
                // 2.2.1 检查 mode 标记
                checkMode(mode);
                // 2.2.2 创建 SharedPreferencesImpl 对象
                sp = new SharedPreferencesImpl(file, mode);
                // 2.2.3 缓存
                cache.put(file, sp);
                return sp;
            }
        }
        // 3、命中缓存（二次获取）
        if ((mode & Context.MODE_MULTI_PROCESS) != 0 ||
            getApplicationInfo().targetSdkVersion < android.os.Build.VERSION_CODES.HONEYCOMB) {
            // 判断当前磁盘文件相对于最后一次内存修改是否变化，如果时则重新加载文件
            sp.startReloadIfChangedUnexpectedly();
        }
        return sp;
    }

    // 根据包名获取 <文件 - SharedPreferencesImpl> 映射表
    @GuardedBy("ContextImpl.class")
    private ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl> getSharedPreferencesCacheLocked() {
        if (sSharedPrefsCache == null) {
            sSharedPrefsCache = new ArrayMap<>();
        }

        final String packageName = getPackageName();
        ArrayMap<File, SharedPreferencesImpl> packagePrefs = sSharedPrefsCache.get(packageName);
        if (packagePrefs == null) {
            packagePrefs = new ArrayMap<>();
            sSharedPrefsCache.put(packageName, packagePrefs);
        }

        return packagePrefs;
    }
    ...
}

java复制代码// 目标文件
private final File mFile;
// 备份文件（后文详细分析）
private final File mBackupFile;
// 模式
private final int mMode;
// 锁
private final Object mLock = new Object();
// 读取文件标记位
@GuardedBy("mLock")
private boolean mLoaded = false;

SharedPreferencesImpl(File file, int mode) {
    mFile = file;
    mBackupFile = makeBackupFile(file);
    mMode = mode;
    mLoaded = false;
    mMap = null;
    mThrowable = null;
    // 读取并解析文件数据
    startLoadFromDisk();
}

private void startLoadFromDisk() {
    synchronized (mLock) {
        mLoaded = false;
    }
    // 子线程
    new Thread("SharedPreferencesImpl-load") {
        public void run() {
            loadFromDisk();
        }
    }.start();
}

// -> 读取并解析文件数据（子线程）
private void loadFromDisk() {
    synchronized (mLock) {
        if (mLoaded) {
            return;
        }
        // 1、如果存在备份文件，则恢复备份数据（后文详细分析）
        if (mBackupFile.exists()) {
            mFile.delete();
            mBackupFile.renameTo(mFile);
        }
    }

    Map<String, Object> map = null;
    if (mFile.canRead()) {
        // 2、读取文件
        BufferedInputStream str = new BufferedInputStream(new FileInputStream(mFile), 16 * 1024);
        // 3、将 XML 数据解析为 Map 映射表
        map = (Map<String, Object>) XmlUtils.readMapXml(str);
        IoUtils.closeQuietly(str);
    }

    synchronized (mLock) {
        mLoaded = true;

        if (map != null) {
            // 使用解析的映射表
            mMap = map;
        } else {
            // 创建空的映射表
            mMap = new HashMap<>();
        }
        // 4、唤醒等待 mLock 锁的线程
        mLock.notifyAll();
    }
}

static File makeBackupFile(File prefsFile) {
    return new File(prefsFile.getPath() + ".bak");
}

java复制代码public String getString(String key, @Nullable String defValue) {
    synchronized (mLock) {
        // 等待 mLoaded 标记位
        awaitLoadedLocked();
        // 查询数据
        String v = (String)mMap.get(key);
        return v != null ? v : defValue;
    }
}

private void awaitLoadedLocked() {
    // “检查 - 等待” 模式
    while (!mLoaded) {
        try {
            mLock.wait();
        } catch (InterruptedException unused) {
        }
    }
}

java复制代码final class SharedPreferencesImpl implements SharedPreferences {

    // 创建修改器对象
    @Override
    public Editor edit() {
        // 等待磁盘文件加载完成
        synchronized (mLock) {
            awaitLoadedLocked();
        }
        // 创建修改器对象
        return new EditorImpl();
    }

    // 修改器
    // 非静态内部类（会持有外部类 SharedPreferencesImpl 的引用）
    public final class EditorImpl implements Editor {

        // 锁对象
        private final Object mEditorLock = new Object();

        // 修改记录（将以事务方式写回磁盘）
        @GuardedBy("mEditorLock")
        private final Map<String, Object> mModified = new HashMap<>();

        // 清除全部数据的标记位
        @GuardedBy("mEditorLock")
        private boolean mClear = false;

        // 修改 String 类型键值对
        @Override
        public Editor putString(String key, @Nullable String value) {
            synchronized (mEditorLock) {
                mModified.put(key, value);
                return this;
            }
        }

        // 修改 int 类型键值对
        @Override
        public Editor putInt(String key, int value) {
            synchronized (mEditorLock) {
                mModified.put(key, value);
                return this;
            }
        }

        // 移除键值对
        @Override
        public Editor remove(String key) {
            synchronized (mEditorLock) {
                // 将 this 指针作为特殊的移除标记位
                mModified.put(key, this);
                return this;
            }
        }

        // 清空键值对
        @Override
        public Editor clear() {
            synchronized (mEditorLock) {
                // 清除全部数据的标记位
                mClear = true;
                return this;
            }
        }

        ...

        @Override
        public void apply() {
            // commitToMemory()：写回磁盘的数据并封装事务对象
            MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
            // 同步写回，下文详细分析
        }

        @Override
        public boolean commit() {
            // commitToMemory()：写回磁盘的数据并封装事务对象
            final MemoryCommitResult mcr = commitToMemory();
            // 异步写回，下文详细分析
        }
    }
}

java复制代码private static class MemoryCommitResult {
    // 内存版本
    final long memoryStateGeneration;
    // 需要全量覆盖写回磁盘的数据
    final Map<String, Object> mapToWriteToDisk;
    // 同步计数器
    final CountDownLatch writtenToDiskLatch = new CountDownLatch(1);

    @GuardedBy("mWritingToDiskLock")
    volatile boolean writeToDiskResult = false;
    boolean wasWritten = false;

    // 后文写回结束后调用
    void setDiskWriteResult(boolean wasWritten, boolean result) {
        this.wasWritten = wasWritten;
        // writeToDiskResult 会作为 commit 同步写回的返回值
        writeToDiskResult = result;
        // 唤醒等待锁
        writtenToDiskLatch.countDown();
    }
}

java复制代码final class SharedPreferencesImpl implements SharedPreferences {

    // 进行中事务计数（在提交事务是自增 1，在写回结束时自减 1）
    @GuardedBy("mLock")
    private int mDiskWritesInFlight = 0;

    // 内存版本
    @GuardedBy("this")
    private long mCurrentMemoryStateGeneration;

    // 磁盘版本
    @GuardedBy("mWritingToDiskLock")
    private long mDiskStateGeneration;

    // 修改器
    public final class EditorImpl implements Editor {

        // 锁对象
        private final Object mEditorLock = new Object();

        // 修改记录（将以事务方式写回磁盘）
        @GuardedBy("mEditorLock")
        private final Map<String, Object> mModified = new HashMap<>();

        // 清除全部数据的标记位
        @GuardedBy("mEditorLock")
        private boolean mClear = false;

        // 获取需要写回磁盘的事务
        private MemoryCommitResult commitToMemory() {
            long memoryStateGeneration;
            boolean keysCleared = false;
            List<String> keysModified = null;
            Set<OnSharedPreferenceChangeListener> listeners = null;
            Map<String, Object> mapToWriteToDisk;

            synchronized (SharedPreferencesImpl.this.mLock) {
                // 如果同时存在多个写回事务，则使用深拷贝 
                if (mDiskWritesInFlight > 0) {
                    mMap = new HashMap<String, Object>(mMap);
                }
                // mapToWriteToDisk：需要写回的数据
                mapToWriteToDisk = mMap;
                // mDiskWritesInFlight：进行中事务自增 1
                mDiskWritesInFlight++;

                synchronized (mEditorLock) {
                    // changesMade：标记是否发生有效修改
                    boolean changesMade = false;

                    // 清除全部键值对
                    if (mClear) {
                        // 清除 mapToWriteToDisk 映射表（下面的 mModified 有可能重新增加键值对）
                        if (!mapToWriteToDisk.isEmpty()) {
                            changesMade = true;
                            mapToWriteToDisk.clear();
                        }
                        keysCleared = true;
                        mClear = false;
                    }

                    // 将 Editor 中的 mModified 修改记录合并到 mapToWriteToDisk
                    // mapToWriteToDisk 指向 SharedPreferencesImpl 中的 mMap，所以内存缓存越会被修改
                    for (Map.Entry<String, Object> e : mModified.entrySet()) {
                        String k = e.getKey();
                        Object v = e.getValue();
                        if (v == this /*使用 this 指针作为魔数*/|| v == null) {
                            // 移除键值对
                            if (!mapToWriteToDisk.containsKey(k)) {
                                continue;
                            }
                            mapToWriteToDisk.remove(k);
                        } else {
                            // 新增或更新键值对
                            if (mapToWriteToDisk.containsKey(k)) {
                                Object existingValue = mapToWriteToDisk.get(k);
                                if (existingValue != null && existingValue.equals(v)) {
                                    continue;
                                }
                            }
                            mapToWriteToDisk.put(k, v);
                        }
                        // 标记发生有效修改
                        changesMade = true;
                        // 记录变更的键值对
                        if (hasListeners) {
                            keysModified.add(k);
                        }
                    }
                    // 重置修改记录
                    mModified.clear();
                    // 如果发生有效修改，内存版本自增 1
                    if (changesMade) {
                        mCurrentMemoryStateGeneration++;
                    }
                    // 记录当前的内存版本
                    memoryStateGeneration = mCurrentMemoryStateGeneration;
                }
            }
            return new MemoryCommitResult(memoryStateGeneration, keysCleared, keysModified, listeners, mapToWriteToDisk);
        }
    }
}

java复制代码getSharedPreferences("user", Context.MODE_PRIVATE).let {
    it.edit().putString("name", "XIAOP PENG")
        .clear()
        .putString("age", "18")
        .apply()
}

kotlin复制代码interface Source : Closeable {

    // 返回超时控制对象
    fun timeout(): Timeout

    ...
}

kotlin复制代码actual interface Sink : Closeable, Flushable {

    // 返回超时控制对象
    actual fun timeout(): Timeout

    ...
}

kotlin复制代码// hasDeadline 这个属性显得没必要
private var hasDeadline = false // 是否设置了截止时间点
private var deadlineNanoTime = 0L // 截止时间点（单位纳秒）
private var timeoutNanos = 0L // 处理单次任务的超时时间（单位纳秒）

kotlin复制代码// ----------------------------------------------------------------------------
// 输入流
// ----------------------------------------------------------------------------

fun InputStream.source(): Source = InputStreamSource(this, Timeout() /*Timeout 对象*/)

// 文件输入流
fun File.source(): Source = InputStreamSource(inputStream(), Timeout.NONE)

// Socket 输入流
fun Socket.source(): Source {
    val timeout = SocketAsyncTimeout(this)
    val source = InputStreamSource(getInputStream(), timeout /*携带 Timeout 对象*/)
    // 包装为异步超时
    return timeout.source(source)
}

// ----------------------------------------------------------------------------
// 输出流
// ----------------------------------------------------------------------------

fun OutputStream.sink(): Sink = OutputStreamSink(this, Timeout() /*Timeout 对象*/)

// 文件输出流
fun File.sink(append: Boolean = false): Sink = FileOutputStream(this, append).sink()

// Socket 输出流
fun Socket.sink(): Sink {
    val timeout = SocketAsyncTimeout(this)
    val sink = OutputStreamSink(getOutputStream(), timeout /*携带 Timeout 对象*/)
    // 包装为异步超时
    return timeout.sink(sink)
}

kotlin复制代码private class InputStreamSource(
    // 输入流
    private val input: InputStream,
    // 超时控制
    private val timeout: Timeout
) : Source {

    override fun read(sink: Buffer, byteCount: Long): Long {
        // 1、参数校验
        if (byteCount == 0L) return 0
        require(byteCount >= 0) { "byteCount < 0: $byteCount" }
        // 2、检查超时时间
        timeout.throwIfReached()
        // 3、执行输入任务（已简化）
        val bytesRead = input.read(...)
        return bytesRead.toLong()
    }
    ...
}

private class OutputStreamSink(
    // 输出流
    private val out: OutputStream,
    // 超时控制
    private val timeout: Timeout
) : Sink {

    override fun write(source: Buffer, byteCount: Long) {
        // 1、参数校验
        checkOffsetAndCount(source.size, 0, byteCount)
        // 2、检查超时时间
        timeout.throwIfReached()
        // 3、执行输入任务（已简化）
        out.write(...)
        ...
    }
    ...
}

kotlin复制代码@Throws(IOException::class)
open fun throwIfReached() {
    if (Thread.interrupted()) {
        // 传递中断状态
        Thread.currentThread().interrupt() // Retain interrupted status.
        throw InterruptedIOException("interrupted")
    }

    if (hasDeadline && deadlineNanoTime - System.nanoTime() <= 0) {
        // 抛出超时异常
        throw InterruptedIOException("deadline reached")
    }
}

kotlin复制代码open class AsyncTimeout : Timeout() {

    // 是否在等待队列中
    private var inQueue = false

    // 后续指针
    private var next: AsyncTimeout? = null

    // 超时截止时间
    private var timeoutAt = 0L

    // 异步超时监控进入
    fun enter() {
        check(!inQueue) { "Unbalanced enter/exit" }
        val timeoutNanos = timeoutNanos()
        val hasDeadline = hasDeadline()
        if (timeoutNanos == 0L && !hasDeadline) {
            return
        }
        inQueue = true
        scheduleTimeout(this, timeoutNanos, hasDeadline)
    }

    // 异步超时监控退出
    // 返回值：是否发生超时（如果节点不存在，说明被 WatchDog 线程移除，即发生超时）
    fun exit(): Boolean {
        if (!inQueue) return false
        inQueue = false
        return cancelScheduledTimeout(this)
    }

    // 在 WatchDog 线程调用
    protected open fun timedOut() {}

    companion object {
        // 超时队列头节点（哨兵节点）
        private var head: AsyncTimeout? = null

        // 分发超时监控任务
        private fun scheduleTimeout(node: AsyncTimeout, timeoutNanos: Long, hasDeadline: Boolean) {
            synchronized(AsyncTimeout::class.java) {
                // 首次添加监控时，需要启动 Watchdog 线程
                if (head == null) {
                    // 哨兵节点
                    head = AsyncTimeout()
                    Watchdog().start()
                }

                // now：当前时间
                val now = System.nanoTime()
                // timeoutAt 超时截止时间：计算 now + timeoutNanos 和 deadlineNanoTime 的较小值
                if (timeoutNanos != 0L && hasDeadline) {
                    node.timeoutAt = now + minOf(timeoutNanos, node.deadlineNanoTime() - now)
                } else if (timeoutNanos != 0L) {
                    node.timeoutAt = now + timeoutNanos
                } else if (hasDeadline) {
                    node.timeoutAt = node.deadlineNanoTime()
                } else {
                    throw AssertionError()
                }

                // remainingNanos 超时剩余时间：当前时间距离超时发生的时间
                val remainingNanos = node.remainingNanos(now)
                var prev = head!!
                // 线性遍历超时队列，按照超时截止时间将 node 节点插入超时队列
                while (true) {
                    if (prev.next == null || remainingNanos < prev.next!!.remainingNanos(now)) {
                        node.next = prev.next
                        prev.next = node
                        // 如果插入到队列头部，需要唤醒 WatchDog 线程
                        if (prev === head) {
                            (AsyncTimeout::class.java as Object).notify()
                        }
                        break
                    }
                    prev = prev.next!!
                }
            }
        }

        // 取消超时监控任务
        // 返回值：是否超时
        private fun cancelScheduledTimeout(node: AsyncTimeout): Boolean {
            synchronized(AsyncTimeout::class.java) {
                // 线性遍历超时队列，将 node 节点移除
                var prev = head
                while (prev != null) {
                    if (prev.next === node) {
                        prev.next = node.next
                        node.next = null
                        return false
                    }
                    prev = prev.next
                }
                // 如果节点不存在，说明被 WatchDog 线程移除，即发生超时
                return true
            }
        }
    }
}

kotlin复制代码private class Watchdog internal constructor() : Thread("Okio Watchdog") {
    init {
        // 守护线程
        isDaemon = true
    }

    override fun run() {
        // 死循环
        while (true) {
            try {
                var timedOut: AsyncTimeout? = null
                synchronized(AsyncTimeout::class.java) {
                    // 取头节点（Maybe wait）
                    timedOut = awaitTimeout()
                    // 超时队列为空，退出线程
                    if (timedOut === head) {
                        head = null
                        return
                    }
                }
                // 超时发生，触发 AsyncTimeout#timedOut 回调
                timedOut?.timedOut()
            } catch (ignored: InterruptedException) {
            }
        }
    }
}

companion object {
    // 超时队列为空时，再等待一轮的时间
    private val IDLE_TIMEOUT_MILLIS = TimeUnit.SECONDS.toMillis(60)
    private val IDLE_TIMEOUT_NANOS = TimeUnit.MILLISECONDS.toNanos(IDLE_TIMEOUT_MILLIS)

    @Throws(InterruptedException::class)
    internal fun awaitTimeout(): AsyncTimeout? {
        // Get the next eligible node.
        val node = head!!.next

        // 如果超时队列为空
        if (node == null) {
            // 需要再等待 60s 后再判断（例如在首次添加监控时）
            val startNanos = System.nanoTime()
            (AsyncTimeout::class.java as Object).wait(IDLE_TIMEOUT_MILLIS)
            return if (head!!.next == null && System.nanoTime() - startNanos >= IDLE_TIMEOUT_NANOS) {
                // 退出 WatchDog 线程
                head
            } else {
                // WatchDog 线程重新取一次
                null
            }
        }
        // 计算当前时间距离超时发生的时间
        var waitNanos = node.remainingNanos(System.nanoTime())

        // 未超时，进入限时等待
        if (waitNanos > 0) {
            // Waiting is made complicated by the fact that we work in nanoseconds,
            // but the API wants (millis, nanos) in two arguments.
            val waitMillis = waitNanos / 1000000L
            waitNanos -= waitMillis * 1000000L
            (AsyncTimeout::class.java as Object).wait(waitMillis, waitNanos.toInt())
            return null
        }

        // 超时，将头节点移除
        head!!.next = node.next
        node.next = null
        return node
    }
}

kotlin复制代码class RealCall(
    val client: OkHttpClient,
    /** The application's original request unadulterated by redirects or auth headers. */
    val originalRequest: Request,
    val forWebSocket: Boolean
) : Call {

    // 3、AsyncTimeout 超时监控
    private val timeout = object : AsyncTimeout() {
        override fun timedOut() {
            // 取消请求
            cancel()
        }
    }.apply {
        timeout(client.callTimeoutMillis.toLong(), MILLISECONDS)
    }

    // 取消请求
    override fun cancel() {
        if (canceled) return // Already canceled.

        canceled = true
        exchange?.cancel()
        // 最终会调用 Socket#close()
        connectionToCancel?.cancel()

        eventListener.canceled(this)
    }

    // 1、请求开始（由业务层调用）
    override fun execute(): Response {
        // 1.1 异步超时监控进入
        timeout.enter()
        // 1.2 执行请求
        client.dispatcher.executed(this)
        return getResponseWithInterceptorChain()
    }

    // 2、请求结束（由 OkHttp 引擎层调用，包含正常和异常情况）
    // 除了 IO 操作在抛出异常后会走到 callDone()，在取消请求时也会走到 callDone()
    internal fun <E : IOException?> messageDone(
        exchange: Exchange,
        requestDone: Boolean, // 请求正常结束
        responseDone: Boolean, // 响应正常结束
        e: E
    ): E {
        ...
        if (callDone) {
            return callDone(e)
        }
        return e
    }

    private fun <E : IOException?> callDone(e: E): E {
        ...
        // 检查是否超时
        val result = timeoutExit(e)
        if (e != null) {
            // 请求异常（包含超时异常）
            eventListener.callFailed(this, result!!)
        } else {
            // 请求正常结束
            eventListener.callEnd(this)
        }
        return result
    }

    private fun <E : IOException?> timeoutExit(cause: E): E {
        if (timeoutEarlyExit) return cause
        // 2.1 异步超时监控退出
        if (!timeout.exit()) return cause
        // 2.2 包装超时异常
        val e = InterruptedIOException("timeout")
        if (cause != null) e.initCause(cause)
        return e as E
    }
}

java复制代码// Any thread currently blocked in an I/O operation upon this socket will throw a {@link SocketException}.
public synchronized void close() throws IOException {
    synchronized(closeLock) {
        if (isClosed())
            return;
        if (created)
            impl.close();
        closed = true;
    }
}

kotlin复制代码private inner class RequestBodySink(
    delegate: Sink,
    /** The exact number of bytes to be written, or -1L if that is unknown. */
    private val contentLength: Long
) : ForwardingSink(delegate) {

    @Throws(IOException::class)
    override fun write(source: Buffer, byteCount: Long) {
        ...
        try {
            super.write(source, byteCount)
            this.bytesReceived += byteCount
        } catch (e: IOException) {
            // Socket#close() 会抛出异常，被这里拦截
            throw complete(e)
        }
    }

    private fun <E : IOException?> complete(e: E): E {
        if (completed) return e
        completed = true
        return bodyComplete(bytesReceived, responseDone = false, requestDone = true, e = e)
    }
}

fun <E : IOException?> bodyComplete(
    bytesRead: Long,
    responseDone: Boolean,
    requestDone: Boolean,
    e: E
): E {
    ...
    // 回调到上面的 RealCall#messageDone
    return call.messageDone(this, requestDone, responseDone, e)
}

kotlin复制代码interface Source : Closeable {

    // 从输入流读取数据到 Buffer 中（Buffer 等价于 byte[] 字节数组）
    // 返回值：-1：输入内容结束
    @Throws(IOException::class)
    fun read(sink: Buffer, byteCount: Long): Long

    // 超时控制（详细分析见后续文章）
    fun timeout(): Timeout

    // 关闭流
    @Throws(IOException::class)
    override fun close()
}

java复制代码actual interface Sink : Closeable, Flushable {

    // 将 Buffer 的数据写入到输出流中（Buffer 等价于 byte[] 字节数组）
    @Throws(IOException::class)
    actual fun write(source: Buffer, byteCount: Long)

    // 清空输出缓冲区
    @Throws(IOException::class)
    actual override fun flush()

    // 超时控制（详细分析见后续文章）
    actual fun timeout(): Timeout

    // 关闭流
    @Throws(IOException::class)
    actual override fun close()
}

kotlin复制代码// 原生 IO -> Okio
val source = FileInputStream(File("")).source()
val bufferSource = FileInputStream(File("")).source().buffer()

val sink = FileOutputStream(File("")).sink()
val bufferSink = FileOutputStream(File("")).sink().buffer()

// Okio -> 原生 IO
val inputStream = bufferSource.inputStream()
val outputStream = bufferSink.outputStream()

kotlin复制代码// InputStream -> Source
fun InputStream.source(): Source = InputStreamSource(this, Timeout())

// OutputStream -> Sink
fun OutputStream.sink(): Sink = OutputStreamSink(this, Timeout())

private class InputStreamSource(
    private val input: InputStream,
    private val timeout: Timeout
) : Source {

    override fun read(sink: Buffer, byteCount: Long): Long {
        if (byteCount == 0L) return 0
        require(byteCount >= 0) { "byteCount < 0: $byteCount" }
        try {
            // 同步超时监控（详细分析见后续文章）
            timeout.throwIfReached()
            // 读入 Buffer
            val tail = sink.writableSegment(1)
            val maxToCopy = minOf(byteCount, Segment.SIZE - tail.limit).toInt()
            val bytesRead = input.read(tail.data, tail.limit, maxToCopy)
            if (bytesRead == -1) {
                if (tail.pos == tail.limit) {
                    // We allocated a tail segment, but didn't end up needing it. Recycle!
                    sink.head = tail.pop()
                    SegmentPool.recycle(tail)
                }
                return -1
            }
            tail.limit += bytesRead
            sink.size += bytesRead
            return bytesRead.toLong()
        } catch (e: AssertionError) {
            if (e.isAndroidGetsocknameError) throw IOException(e)
            throw e
        }
  }

  override fun close() = input.close()

  override fun timeout() = timeout

  override fun toString() = "source($input)"
}

private class OutputStreamSink(
    private val out: OutputStream,
    private val timeout: Timeout
) : Sink {

    override fun write(source: Buffer, byteCount: Long) {
        checkOffsetAndCount(source.size, 0, byteCount)
        var remaining = byteCount
        // 写出 Buffer
        while (remaining > 0) {
            // 同步超时监控（详细分析见后续文章）
            timeout.throwIfReached()
            // 取有效数据量和剩余输出量的较小值
            val head = source.head!!
            val toCopy = minOf(remaining, head.limit - head.pos).toInt()
            out.write(head.data, head.pos, toCopy)

            head.pos += toCopy
            remaining -= toCopy
            source.size -= toCopy

            // 指向下一个 Segment
            if (head.pos == head.limit) {
                source.head = head.pop()
                SegmentPool.recycle(head)
            }
        }
    }

    override fun flush() = out.flush()

    override fun close() = out.close()

    override fun timeout() = timeout

    override fun toString() = "sink($out)"
}

kotlin复制代码// Source -> BufferedSource
fun Source.buffer(): BufferedSource = RealBufferedSource(this)

// Sink -> BufferedSink
fun Sink.buffer(): BufferedSink = RealBufferedSink(this)

java复制代码// 第一层包装
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 第二层包装
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(new FileInputStream(file), "UTF-8");
// 第三层包装
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
String line;
while ((line = br.readLine()) != null) {
    ...
}
// 省略 close

kotlin复制代码val bufferedSource = file.source()/*第一层包装*/.buffer()/*第二层包装*/
while (!bufferedSource.exhausted()) {
    val line = bufferedSource.readUtf8Line();
    ...
}
// 省略 close

kotlin复制代码actual interface BufferedSource : Source, ReadableByteChannel {

    actual val buffer: Buffer

    // 读取 Int
    @Throws(IOException::class)
    actual fun readInt(): Int

    // 读取 String
    @Throws(IOException::class)
    fun readString(charset: Charset): String

    ...

    fun inputStream(): InputStream
}

kotlin复制代码actual interface BufferedSink : Sink, WritableByteChannel {

    actual val buffer: Buffer

    // 写入 Int
    @Throws(IOException::class)
    actual fun writeInt(i: Int): BufferedSink

    // 写入 String
    @Throws(IOException::class)
    fun writeString(string: String, charset: Charset): BufferedSink

    ...

    fun outputStream(): OutputStream
}

kotlin复制代码internal actual class RealBufferedSource actual constructor(
    // 装饰器模式
    @JvmField actual val source: Source
) : BufferedSource {

    // 创建输入缓冲区
    @JvmField val bufferField = Buffer()

    // 带缓冲地读取（全部数据）
    override fun readString(charset: Charset): String {
        buffer.writeAll(source)
        return buffer.readString(charset)
    }

    // 带缓冲地读取（byteCount）
    override fun readString(byteCount: Long, charset: Charset): String {
        require(byteCount)
        return buffer.readString(byteCount, charset)
    }
}