HarmonyOS Next關鍵資產儲存開發：效能最佳化與注意事項

SameX發表於2024-11-09

本文旨在深入探討華為鴻蒙HarmonyOS Next系統（截止目前 API12）在開發多語言電商平臺方面的技術細節，基於實際開發實踐進行總結。主要作為技術分享與交流載體，難免錯漏，歡迎各位同仁提出寶貴意見和問題，以便共同進步。本文為原創內容，任何形式的轉載必須註明出處及原作者。

（一）引言

在前面的部落格中，我們深入學習了HarmonyOS Next系統中關鍵資產儲存的相關知識，包括其儲存原理、安全保障機制以及各種操作方法等。然而，在實際應用開發中，僅僅實現功能是不夠的，效能最佳化和遵循相關注意事項同樣至關重要。良好的效能能夠提升使用者體驗，而注意事項的遵循則可以避免潛在的問題，確保應用的穩定執行。

（二）效能最佳化策略

  1. 批次查詢最佳化
    - 分批查詢：當需要查詢大量關鍵資產時，由於批次查詢結果透過IPC通道傳輸給業務，受IPC緩衝區大小限制，建議採用分批查詢的方式。例如，若預計查詢結果可能超過40條，應將查詢分成每次不超過40條的批次進行。這樣可以避免一次性傳輸大量資料導致的效能問題，如IPC通道阻塞或記憶體佔用過高。在程式碼實現上，可以透過設定RETURN_OFFSET和RETURN_LIMIT引數來控制每批查詢的起始位置和數量。例如，以下是一個簡單的分批查詢示例（ArkTS語言）：
let query: asset.AssetMap = new Map();
query.set(asset.Tag.RETURN_LIMIT, 40); // 每次查詢40條
let offset = 0;
while (true) {
    query.set(asset.Tag.RETURN_OFFSET, offset);
    let res: Array<asset.AssetMap> = await asset.query(query);
    if (res.length === 0) {
        break; // 沒有更多資料，結束查詢
    }
    // 處理查詢結果
    for (let i = 0; i < res.length; i++) {
        console.log('Asset:', res[i]);
    }
    offset += 40;
}

- 合理設定查詢引數：除了分批查詢，合理設定其他查詢引數也能提高效能。例如，根據業務需求準確設定RETURN_TYPE引數，只獲取實際需要的關鍵資產屬性，避免獲取不必要的資料，減少資料傳輸量和處理時間。如果只需要查詢關鍵資產的別名和密碼，而不需要其他附屬資訊，可以將RETURN_TYPE設定為只返回這兩個屬性相關的資料。
2. 資料儲存結構設計影響
- 選擇合適的儲存結構：在設計關鍵資產的資料儲存結構時，應根據資料的特點和訪問模式進行最佳化。例如，如果某些關鍵資產經常被一起查詢和使用，可以將它們儲存在相鄰的位置或採用合適的資料結構組織，以提高資料的讀取效率。對於頻繁進行範圍查詢的關鍵資產，可以考慮使用有序的資料結構，如基於B樹或紅黑樹的儲存結構，加快查詢速度。
- 避免過度冗餘：儘量避免在關鍵資產中儲存過多冗餘資訊，因為冗餘資料不僅會佔用更多的儲存空間，還可能影響資料更新和查詢效能。如果可以透過其他方式（如計算或關聯查詢）獲取相關資訊，就不應在關鍵資產中重複儲存。例如，若應用可以根據使用者的登入時間和操作記錄計算使用者的活躍時間段，就無需在關鍵資產中單獨儲存活躍時間段資訊。

（三）開發注意事項

  1. 關鍵資產別名唯一性要求及重要性
    - 唯一性要求：關鍵資產以業務身份 + 別名作為唯一索引，因此每個關鍵資產的別名必須在整個應用中保持唯一。例如，在一個使用者管理系統中，如果為不同使用者的密碼設定了相同的別名，可能會導致資料覆蓋或查詢錯誤，嚴重影響系統的正常執行。
    - 重要性體現：保證別名唯一性有助於準確地識別和操作特定的關鍵資產。在進行新增、查詢、更新和刪除操作時，別名是定位關鍵資產的重要依據。如果別名不唯一，可能會導致誤操作其他關鍵資產，引發資料不一致或安全問題。例如，在更新密碼時，如果別名不唯一，可能會錯誤地更新了其他使用者的密碼，造成嚴重後果。
  2. 業務自定義資料儲存處理（屬性拼接）
    - ASSET為業務預留了12個關鍵資產自定義屬性（名稱以“DATA_LABEL”開頭），對於超過12個自定義屬性的情況，可以將多段資料按照一定的格式（如JSON）拼接到同一個ASSET屬性中。例如，如果應用需要儲存使用者的多個個人資訊欄位，如姓名、年齡、性別、地址等，超過了12個屬性，可以將這些資訊組合成一個JSON字串，儲存在一個DATA_LABEL屬性中。在讀取時，再解析JSON字串獲取各個欄位的值。以下是一個簡單的示例（ArkTS語言）：
let userInfo = {
    name: 'John Doe',
    age: 30,
    gender:'male',
    address: '123 Main Street'
};
let jsonData = JSON.stringify(userInfo);
let attr: asset.AssetMap = new Map();
attr.set(asset.Tag.DATA_LABEL_NORMAL_1, stringToArray(jsonData));
// 儲存操作
//...
// 讀取操作
let res: Array<asset.AssetMap> = await asset.query(query);
let jsonStr: string = arrayToString(res[0].get(asset.Tag.DATA_LABEL_NORMAL_1) as Uint8Array);
let userData = JSON.parse(jsonStr);
console.log('User name:', userData.name);

（四）錯誤處理與除錯

  1. 常見錯誤情況及處理方法
    - 查詢失敗：查詢失敗可能是由於多種原因引起的，如網路問題、查詢條件錯誤或許可權不足等。如果是網路問題，可以檢查裝置的網路連線狀態，嘗試重新查詢。對於查詢條件錯誤，應仔細檢查查詢引數的設定是否正確，例如別名是否拼寫錯誤、查詢範圍是否合理等。如果是許可權不足，需要確保應用已申請了必要的許可權，如查詢某些受保護的關鍵資產可能需要特定的許可權。在程式碼中，可以透過捕獲錯誤並根據錯誤型別進行相應的處理，例如：
try {
    let res: Array<asset.AssetMap> = await asset.query(query);
    // 處理查詢結果
} catch (error) {
    let err = error as BusinessError;
    if (err.code === 'PERMISSION_DENIED') {
        console.error('Insufficient permission to query asset.');
        // 提示使用者申請許可權或採取其他措施
    } else if (err.code === 'INVALID_QUERY_PARAMETER') {
        console.error('Invalid query parameter. Please check your query.');
        // 檢查查詢引數並修正
    } else {
        console.error('Failed to query asset. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
        // 其他未知錯誤處理
    }
}

- 更新失敗：更新失敗可能是因為關鍵資產不存在、更新的屬性不允許更新或資料格式錯誤等。若關鍵資產不存在，應先檢查是否正確指定了要更新的關鍵資產（如別名是否正確）。對於不允許更新的屬性（如具有完整性保護的屬性），需要確認更新操作是否符合規則。如果是資料格式錯誤，檢查更新的資料是否符合屬性要求的格式。同樣，在程式碼中捕獲錯誤並處理：

try {
    asset.update(query, attrsToUpdate).then(() => {
        console.info('Key asset updated successfully.');
    }).catch((err: BusinessError) => {
        let err = error as BusinessError;
        if (err.code === 'ASSET_NOT_FOUND') {
            console.error('Key asset not found. Please check the alias.');
        } else if (err.code === 'INVALID_UPDATE_ATTRIBUTE') {
            console.error('Invalid update attribute.');
        } else {
            console.error('Failed to update key asset. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
        }
    });
} catch (error) {
    let err = error as BusinessError;
    console.error('Failed to update key asset. Code is ${err.code}, message is ${err.message}');
}
  1. 除錯工具和技巧
    - 使用日誌輸出：在程式碼中適當位置新增日誌輸出語句，輸出關鍵變數的值、操作結果和錯誤資訊等，有助於在執行時跟蹤程式的執行流程和發現問題。例如，在查詢關鍵資產之前輸出查詢引數，在操作完成後輸出結果或錯誤碼，以便快速定位問題所在。
    - 偵錯程式工具：HarmonyOS提供了偵錯程式工具，可以在開發環境中對應用進行除錯。透過設定斷點、單步執行等功能，可以詳細檢視程式碼的執行過程，檢查變數的值和函式的呼叫棧，幫助開發者深入理解程式行為並找到問題根源。例如，在執行關鍵資產操作的程式碼處設定斷點，逐步執行並觀察變數的變化，以確定是否存在邏輯錯誤或資料異常。

（五）安全與效能平衡

  1. 安全前提下的效能最佳化探討
    - 加密演算法選擇與效能權衡：在保障關鍵資產安全的前提下，可以根據實際情況選擇合適的加密演算法。雖然AES256 - GCM演算法提供了高強度的安全保障，但在一些對效能要求較高且安全風險相對較低的場景下，可以考慮使用相對較輕量級的加密演算法，或者對加密操作進行最佳化。例如，對於一些不涉及高度敏感資訊的關鍵資產，可以採用加密強度稍低但效能更好的加密演算法，或者在加密過程中採用快取技術，減少重複加密計算，提高效能。
    - 快取策略：合理運用快取可以在一定程度上提高效能。對於頻繁訪問但不經常更新的關鍵資產，可以將其快取到記憶體中，減少對儲存系統的訪問次數。但在使用快取時，需要注意快取的一致性和安全性。例如，當關鍵資產更新時，要確保及時更新快取中的資料，同時要採取措施防止快取資料被非法獲取或篡改。
  2. 實際案例和經驗分享
    - 案例一：在一個電商應用中，使用者的購物車資訊（關鍵資產）需要頻繁查詢和更新。為了提高效能，開發者採用了快取策略，將購物車資訊快取到記憶體中。同時，為了確保安全，在快取資料時進行了加密處理，並且設定了合理的快取過期時間。當使用者新增或修改購物車商品時，先在記憶體中更新快取，然後非同步更新到儲存系統中，這樣既提高了查詢和更新的速度，又保證了購物車資訊的安全。
    - 案例二：某企業應用需要儲存大量員工的考勤記錄（關鍵資產）。在查詢考勤記錄時，開發者根據考勤日期範圍進行了分批查詢，並最佳化了查詢引數，只獲取必要的欄位。同時，為了提高儲存效率和效能，對考勤記錄的資料結構進行了最佳化，採用了壓縮技術減少資料儲存空間。在保障資料安全方面，對考勤記錄進行了加密儲存，並嚴格控制訪問許可權，只有授權人員才能檢視和管理考勤記錄。透過這些措施，在保證資料安全的前提下，顯著提高了考勤記錄查詢和管理的效能。

（六）總結與展望

  1. 效能最佳化和注意事項要點總結
    - 在關鍵資產儲存開發中，效能最佳化方面要注重批次查詢的最佳化，包括分批查詢和合理設定查詢引數，同時精心設計資料儲存結構。開發注意事項上，務必保證關鍵資產別名的唯一性，合理處理業務自定義資料儲存。錯誤處理要全面考慮常見錯誤情況並提供有效的處理方法，善於利用除錯工具進行問題排查。在安全與效能平衡方面，根據實際場景權衡加密演算法和採用合適的快取策略等。
  2. 未來發展趨勢展望
    - 隨著技術的不斷髮展，HarmonyOS Next在關鍵資產儲存方面可能會有更多的最佳化和創新。在效能方面，可能會進一步提升資料儲存和查詢的效率，例如採用更先進的儲存技術和演算法最佳化。在安全方面，有望引入更強大的加密技術和更智慧的訪問控制機制，以應對日益複雜的安全威脅。同時，隨著物聯網、人工智慧等技術的融合，關鍵資產儲存可能會更好地適應多樣化的應用場景和裝置環境，為我們開發者提供更加便捷、高效和安全的開發體驗，推動整個HarmonyOS生態系統的發展。

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