如何在多进程环境中安全地共享 SharedPreferences 数据？ - 问题详情 - 创脉思

解读

国内 App 为了保活、插件化或厂商推送，普遍会把 Service、Provider 甚至 WebView 放在独立进程。面试时，面试官想确认两点：

候选人是否知道 SharedPreferences 的底层文件锁只在单进程生效，多进程并发写会损坏 XML；
能否给出在国内“无 GMS、可落地”的完整替代方案，而不是背官方文档。
回答必须体现“安全”与“性能”双重考虑：既要防止 ANR、数据损坏，又要兼顾小米、华为机型 ROM 对文件描述符回收、IO 调度差异。

知识点

SharedPreferences 文件锁（FileLock）只在进程内生效，多进程同时 commit/apply 会触发 truncate→write→fsync 竞态，导致 XML 结构破损或旧数据回滚。
apply() 异步刷盘通过 QueuedWork 在 Activity.onPause 阻塞主线程，多进程下更易出现 100+ ms 卡顿，国内低端机表现尤其明显。
Android 7.0 之后不支持 MODE_MULTI_PROCESS，官方直接标记 deprecated。
ContentProvider 内部通过 Binder 串行化访问，天然支持跨进程；但 bulkInsert 未实现默认串行，需手动加 synchronized。
国内主流 ROM（MIUI、EMUI、ColorOS）对后台进程限制 20 s 回收，ContentProvider 若依赖后台线程写盘，需加 JobScheduler 补写，否则进程被杀后数据丢失。
加密场景：TEE 仅对系统密钥库有效，App 层需用 AndroidKeystore + AES/GCM 对共享文件做页级加密，防止 adb pull 泄露。
性能指标：单次跨进程 < 5 ms、并发 200 次写 < 100 ms、包体增量 < 50 KB，是美团、字节等厂内部压测红线。

答案

线上环境禁止直接多进程读写 SharedPreferences。国内项目落地采用“ContentProvider + 串行化 + 加密 + 异常降级”四件套：

自建 Provider 并声明 android:multiprocess="false"，避免系统为每个进程创建独立实例；
在 Provider 内部维护单线程 Executor（Executors.newSingleThreadExecutor()），所有 put/remove 操作序列化，返回值使用 Bundle 传递，避免 Cursor 泄漏；
数据落地用 XML 或 MMKV：
a. XML 方案：Provider 内部仍用 SharedPreferences，但文件路径放在 /data/data/<pkg>/shared_prefs/central_config.xml，权限 600，防止 adb pull；
b. MMKV 方案：腾讯 MMKV 基于 mmap，支持多进程锁，Provider 仅做 key 白名单校验，直接调 MMKV.mmkvWithID("global", MULTI_PROCESS_MODE)，性能提升 5×；
加密：对 value 做 AES/GCM 加密，密钥由 AndroidKeystore 生成，Provider 在 query/insert 时自动加解密，客户端无感知；
异常降级：Provider 被系统回收时，捕获 DeadObjectException，立即把未同步数据写入可执行文件目录的 backup.xml，并在进程重启后由 Application.onCreate 重新导入，保证“0 丢失”；
版本迁移：首次升级在 Provider 的 call 方法里返回 version_code，客户端比对后触发一次性全量拷贝，防止旧代码仍直接访问 SharedPreferences 导致双写。

示例核心代码（ContentProvider 内部）：

private val dispatcher = Executors.newSingleThreadExecutor().asCoroutineDispatcher()
override fun call(method: String, arg: String?, extras: Bundle?): Bundle? = runBlocking(dispatcher) {
    when (method) {
        "putString" -> {
            val encrypted = encrypt(extras!!.getString("value"))
            mmkv.encode(extras.getString("key"), encrypted)
            Bundle().apply { putBoolean("ok", true) }
        }
        "getString" -> {
            val cipher = mmkv.decodeString(arg)
            Bundle().apply { putString("value", decrypt(cipher)) }
        }
        else -> null
    }
}

对外暴露封装类 SpProxy，接口与 SharedPreferences 完全一致，内部通过 ContentResolver.call 跨进程，业务层无需改动旧代码。

拓展思考

折叠屏双开场景：同一 UID 下两个进程（主屏与副屏）同时写，Provider 需加 UID 级锁，避免 Binder 重入导致数据覆盖。
车载与 Wear 异构设备：车机进程数 > 30，Provider 方案 Binder 句柄耗尽，可改用 Unix Domain Socket + mmap 共享环形队列，实现零拷贝。
隐私沙盒（Android 13 受限存储）：SharedPreferences 文件路径将被重定向至 /Android/sandbox，Provider 需在 query 时动态解析真实路径，否则 FileNotFoundException。
未来替代：Google 在 AOSP 主干已引入 SharedMemory 持久化 KV（codename“RocketKV”），支持 SELinux 标签隔离，面试时可提及“已关注源码，预计 Android 15 落地”，展示技术前瞻性。