序列化知識(shí)總結(jié)

序列化定義以及相關(guān)概念

  1. 定義：將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο筠D(zhuǎn)換成二進(jìn)制串的過(guò)程。

  2. 由于在系統(tǒng)底層，數(shù)據(jù)的傳輸形式是簡(jiǎn)單的字節(jié)序列形式傳遞，即在底層，系統(tǒng)不認(rèn)識(shí)對(duì)象，只認(rèn)識(shí)字節(jié)序列，而為了達(dá)到進(jìn)程通訊的目的，需要先將數(shù)據(jù)序列化，而序列化就是將對(duì)象轉(zhuǎn)化字節(jié)序列的過(guò)程。相反地，當(dāng)字節(jié)序列被運(yùn)到相應(yīng)的進(jìn)程的時(shí)候，進(jìn)程為了識(shí)別這些數(shù)據(jù)，就要將其反序列化，即把字節(jié)序列轉(zhuǎn)化為對(duì)象

  3. 無(wú)論是在進(jìn)程間通信、本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)又或者是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸都離不開序列化的支持。而針對(duì)不同場(chǎng)景選擇合適的序列化方案對(duì)于應(yīng)用的性能有著極大的影響。

  4. 從廣義上講，數(shù)據(jù)序列化就是將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者是對(duì)象轉(zhuǎn)換成我們可以存儲(chǔ)或者傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式的一個(gè)過(guò)程，在序列化的過(guò)程中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者對(duì)象將其狀態(tài)信息寫入到臨時(shí)或者持久性的存儲(chǔ)區(qū)中，而在對(duì)應(yīng)的反序列化過(guò)程中，則可以說(shuō)是生成的數(shù)據(jù)被還原成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο蟮倪^(guò)程。

  5. 這樣來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)序列化相當(dāng)于是將我們?cè)鹊膶?duì)象序列化概念做出了擴(kuò)展，在對(duì)象序列化和反序列化中，我們熟知的有兩種方法，其一是Java語(yǔ)言中提供的Serializable接口，其二是Android提供的Parcelable接口。而在這里，因?yàn)槲覀儗?duì)這個(gè)概念做出了擴(kuò)展，因此也需要考慮幾種專門針對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行序列化的方法，如現(xiàn)在那些個(gè)開放API一般返回的數(shù)據(jù)都是JSON格式的，又或者是我們Android原生的SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)，從廣義上來(lái)說(shuō)，這些都可以算做是數(shù)據(jù)的序列化

反序列化

將在序列化過(guò)程中所生成的二進(jìn)制串轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者對(duì)象的過(guò)程

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對(duì)象與二進(jìn)制串

不同的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)象以及二進(jìn)制串的表示方式并不相同。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對(duì)象：對(duì)于類似 Java 這種完全面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，工程師所操作的一切都是對(duì)象（Object），來(lái)自于類的實(shí)例化。在 Java 語(yǔ)言中最接近數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，就是 POJO（Plain Old Java Object）或者 Javabean－－那些只有 setter/getter 方法的類。而在 C 二進(jìn)制串：序列化所生成的二進(jìn)制串指的是存儲(chǔ)在內(nèi)存中的一塊數(shù)據(jù)。C 語(yǔ)言的字符串可以直接被傳輸層使用，因?yàn)槠浔举|(zhì)上就是以'0'結(jié)尾的存儲(chǔ)在內(nèi)存中的二進(jìn)制串。在 Java 語(yǔ)言里面，二進(jìn)制串的概念容易和 String 混淆。實(shí)際上 String 是 Java 的一等公民，是一種特殊對(duì)象（Object）。對(duì)于跨語(yǔ)言間的通訊，序列化后的數(shù)據(jù)當(dāng)然不能是某種語(yǔ)言的特殊數(shù)據(jù)類型。二進(jìn)制串在 Java 里面所指的是 byte[]，byte 是 Java 的 8 種原生數(shù)據(jù)類型之一（Primitive data types）。

序列化/反序列化的目的

簡(jiǎn)單的概括

  • 序列化: 主要用于網(wǎng)絡(luò)傳輸，數(shù)據(jù)持久化，一般序列化也稱為編碼(Encode)
  • 反序列化: 主要用于從網(wǎng)絡(luò)，磁盤上讀取字節(jié)數(shù)組還原成原始對(duì)象，一般反序列化也稱為解碼(Decode)
    具體的講：
  • 永久的保存對(duì)象數(shù)據(jù)(將對(duì)象數(shù)據(jù)保存在文件當(dāng)中,或者是磁盤中
  • 通過(guò)序列化操作將對(duì)象數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸(由于網(wǎng)絡(luò)傳輸是以字節(jié)流的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)?因此序列化的目的是將對(duì)象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字節(jié)流的形式)
  • 將對(duì)象數(shù)據(jù)在進(jìn)程之間進(jìn)行傳遞(Activity之間傳遞對(duì)象數(shù)據(jù)時(shí),需要在當(dāng)前的Activity中對(duì)對(duì)象數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化操作.在另一個(gè)Activity中需要進(jìn)行反序列化操作講數(shù)據(jù)取出)
  • Java平臺(tái)允許我們?cè)趦?nèi)存中創(chuàng)建可復(fù)用的Java對(duì)象，但一般情況下，只有當(dāng)JVM處于運(yùn)行時(shí)，這些對(duì)象才可能存在，即，這些對(duì)象的生命周期不會(huì)比JVM的生命周期更長(zhǎng)（即每個(gè)對(duì)象都在JVM中）但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，就可能要停止JVM運(yùn)行，但有要保存某些指定的對(duì)象，并在將來(lái)重新讀取被保存的對(duì)象。這是Java對(duì)象序列化就能夠?qū)崿F(xiàn)該功能。（可選擇入數(shù)據(jù)庫(kù)、或文件的形式保存）
  • 序列化對(duì)象的時(shí)候只是針對(duì)變量進(jìn)行序列化,不針對(duì)方法進(jìn)行序列化.
  • 在Intent之間,基本的數(shù)據(jù)類型直接進(jìn)行相關(guān)傳遞即可,但是一旦數(shù)據(jù)類型比較復(fù)雜的時(shí)候,就需要進(jìn)行序列化操作了.

序列化協(xié)議特性

通用性

  • 技術(shù)層面，序列化協(xié)議是否支持跨平臺(tái)、跨語(yǔ)言。如果不支持，在技術(shù)層面上的通用性就大大降低了。
  • 流行程度，序列化和反序列化需要多方參與，很少人使用的協(xié)議往往意味著昂貴的學(xué)習(xí)成本；另一方面，流行度低的協(xié)議，往往缺乏穩(wěn)定而成熟的跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)的公共包。

強(qiáng)健性 / 魯棒性

  • 成熟度夠不夠（是否經(jīng)過(guò)大量的使用測(cè)試，足夠的多版本的迭代優(yōu)化）
  • 語(yǔ)言 / 平臺(tái)的不公平性
  • 魯棒性：健壯性 是否能經(jīng)受的住各種使用，各種問(wèn)題是否考慮的足夠，能夠容錯(cuò)。

可調(diào)試性 / 可讀性

  • 支持是否不到位
  • 訪問(wèn)限制（Android 方面不用考慮）

性能

性能包括兩個(gè)方面，時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。

  • 空間開銷（Verbosity）， 序列化需要在原有的數(shù)據(jù)上加上描述字段，以為反序列化解析之用。如果序列化過(guò)程引入的額外開銷過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的網(wǎng)絡(luò)，磁盤等各方面的壓力。對(duì)于海量分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)量往往以 TB 為單位，巨大的的額外空間開銷意味著高昂的成本。
  • 時(shí)間開銷（Complexity），復(fù)雜的序列化協(xié)議會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的解析時(shí)間，這可能會(huì)使得序列化和反序列化階段成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸。

可擴(kuò)展性 / 兼容性

移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，業(yè)務(wù)系統(tǒng)需求的更新周期變得更快，新的需求不斷涌現(xiàn)，而老的系統(tǒng)還是需要繼續(xù)維護(hù)。如果序列化協(xié)議具有良好的可擴(kuò)展性，支持自動(dòng)增加新的業(yè)務(wù)字段，而不影響老的服務(wù)，這將大大提供系統(tǒng)的靈活度。

安全性 / 訪問(wèn)限制

在序列化選型的過(guò)程中，安全性的考慮往往發(fā)生在跨局域網(wǎng)訪問(wèn)的場(chǎng)景。當(dāng)通訊發(fā)生在公司之間或者跨機(jī)房的時(shí)候，出于安全的考慮，對(duì)于跨局域網(wǎng)的訪問(wèn)往往被限制為基于 HTTP/HTTPS 的 80 和 443 端口。如果使用的序列化協(xié)議沒(méi)有兼容而成熟的 HTTP 傳輸層框架支持，可能會(huì)導(dǎo)致以下三種結(jié)果之一：

  • 因?yàn)樵L問(wèn)限制而降低服務(wù)可用性；
  • 被迫重新實(shí)現(xiàn)安全協(xié)議而導(dǎo)致實(shí)施成本大大提高；
  • 開放更多的防火墻端口和協(xié)議訪問(wèn)，而犧牲安全性
  • 注意點(diǎn)：Android的Parcelable也有安全漏洞 > 參考 https://www.anquanke.com/post/id/103570

幾種常見(jiàn)的序列化和反序列化協(xié)議

XML&SOAP

XML 是一種常用的序列化和反序列化協(xié)議，具有跨機(jī)器，跨語(yǔ)言等優(yōu)點(diǎn)，SOAP（Simple Object Access protocol） 是一種被廣泛應(yīng)用的，基于 XML 為序列化和反序列化協(xié)議的結(jié)構(gòu)化消息傳遞協(xié)議

JSON（Javascript Object Notation）

JSON 起源于弱類型語(yǔ)言 Javascript， 它的產(chǎn)生來(lái)自于一種稱之為"Associative array"的概念，其本質(zhì)是就是采用"Attribute－value"的方式來(lái)描述對(duì)象。實(shí)際上在 Javascript 和 PHP 等弱類型語(yǔ)言中，類的描述方式就是 Associative array。JSON 的如下優(yōu)點(diǎn)，使得它快速成為最廣泛使用的序列化協(xié)議之一。

  • 這種 Associative array 格式非常符合工程師對(duì)對(duì)象的理解。
  • 它保持了 XML 的人眼可讀（Human-readable）的優(yōu)點(diǎn)。
  • 相對(duì)于 XML 而言，序列化后的數(shù)據(jù)更加簡(jiǎn)潔。 來(lái)自于的以下鏈接的研究表明：XML 所產(chǎn)生序列化之后文件的大小接近 JSON 的兩倍
  • 它具備 Javascript 的先天性支持，所以被廣泛應(yīng)用于 Web browser 的應(yīng)用常景中，是 Ajax 的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
  • 與 XML 相比，其協(xié)議比較簡(jiǎn)單，解析速度比較快。
  • 松散的 Associative array 使得其具有良好的可擴(kuò)展性和兼容性

Protobuf

Protobuf 具備了優(yōu)秀的序列化協(xié)議的所需的眾多典型特征。

  • 標(biāo)準(zhǔn)的 IDL 和 IDL 編譯器，這使得其對(duì)工程師非常友好。
  • 序列化數(shù)據(jù)非常簡(jiǎn)潔，緊湊，與 XML 相比，其序列化之后的數(shù)據(jù)量約為 1/3 到 1/10。
  • 解析速度非常快，比對(duì)應(yīng)的 XML 快約 20-100 倍。
  • 提供了非常友好的動(dòng)態(tài)庫(kù)，使用非常簡(jiǎn)介，反序列化只需要一行代碼。

Android應(yīng)該如何選擇序列化方案

Serializable接口

是 Java 提供的序列化接口，它是一個(gè)空接口：

public interface Serializable {
}

Serializable 用來(lái)標(biāo)識(shí)當(dāng)前類可以被 ObjectOutputStream 序列化，以及被 ObjectInputStream 反序列化。

Serializable入門

public class Student implements Serializable {
    //serialVersionUID唯一標(biāo)識(shí)了一個(gè)可序列化的類
    private static final long serialVersionUID = -2100492893943893602L;
    private String name;
    private String sax;
    private Integer age;
    //Course也需要實(shí)現(xiàn)Serializable接口
    private List<Course> courses;
    //用transient關(guān)鍵字標(biāo)記的成員變量不參與序列化(在被反序列化后，transient 變量的值被設(shè)為初始值， 
    //如 int 型的是 0，對(duì)象型的是 null)
    private transient Date createTime;
    //靜態(tài)成員變量屬于類不屬于對(duì)象，所以不會(huì)參與序列化(對(duì)象序列化保存的是對(duì)象的“狀態(tài)”，也就是它的成員變量，因此序列化不會(huì)關(guān)注靜態(tài)變量)
    private static SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat();
    public Student() {
        System.out.println("Student: empty");
    }

    public Student(String name, String sax, Integer age) {
        System.out.println("Student: " + name + " " + sax + " " + age);
        this.name = name;
        this.sax = sax;
        this.age = age;
        courses = new ArrayList<>();
        createTime = new Date();
    }
    ...
}

////Course也需要實(shí)現(xiàn)Serializable接口
public class Course implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 667279791530738499L;
    private String name;
    private float score;
    ...
}

Serializable 有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

  • 可序列化類中，未實(shí)現(xiàn) Serializable 的屬性狀態(tài)無(wú)法被序列化/反序列化
  • 也就是說(shuō)，反序列化一個(gè)類的過(guò)程中，它的非可序列化的屬性將會(huì)調(diào)用無(wú)參構(gòu)造函數(shù)重新創(chuàng)建
  • 因此這個(gè)屬性的無(wú)參構(gòu)造函數(shù)必須可以訪問(wèn)，否者運(yùn)行時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)
  • 一個(gè)實(shí)現(xiàn)序列化的類，它的子類也是可序列化的

serialVersionUID與兼容性

  • serialVersionUID的作用
    serialVersionUID 用來(lái)表明類的不同版本間的兼容性。如果你修改了此類, 要修改此值。否則以前用老版本的類序列化的類恢復(fù)時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò): InvalidClassException
  • 設(shè)置方式
    在JDK中，可以利用JDK的bin目錄下的serialver.exe工具產(chǎn)生這個(gè)serialVersionUID，對(duì)于Test.class，執(zhí)行命令：serialver Test
  • 兼容性問(wèn)題
    為了在反序列化時(shí)，確保類版本的兼容性，最好在每個(gè)要序列化的類中加入 private static final long serialVersionUID這個(gè)屬性，具體數(shù)值自己定義。這樣，即使某個(gè)類在與之對(duì)應(yīng)的對(duì)象 已經(jīng)序列化出去后做了修改，該對(duì)象依然可以被正確反序列化。否則，如果不顯式定義該屬性，這個(gè)屬性值將由JVM根據(jù)類的相關(guān)信息計(jì)算，而修改后的類的計(jì)算 結(jié)果與修改前的類的計(jì)算結(jié)果往往不同，從而造成對(duì)象的反序列化因?yàn)轭惏姹静患嫒荻　?br> 不顯式定義這個(gè)屬性值的另一個(gè)壞處是，不利于程序在不同的JVM之間的移植。因?yàn)椴煌木幾g器實(shí)現(xiàn)該屬性值的計(jì)算策略可能不同，從而造成雖然類沒(méi)有改變，但是因?yàn)镴VM不同，出現(xiàn)因類版本不兼容而無(wú)法正確反序列化的現(xiàn)象出現(xiàn)

因此 JVM 規(guī)范強(qiáng)烈 建議我們手動(dòng)聲明一個(gè)版本號(hào)，這個(gè)數(shù)字可以是隨機(jī)的，只要固定不變就可以。同時(shí)最好是 private 和 final 的，盡量保證不變。

序列化與反序列化 Serializable

Serializable 的序列化與反序列化分別通過(guò) ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 進(jìn)行

/**
     * 序列化對(duì)象
     *
     * @param obj
     * @param path
     * @return
     */
    synchronized public static boolean saveObject(Object obj, String path) {
        if (obj == null) {
            return false;
        }
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            // 創(chuàng)建序列化流對(duì)象
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(path));
           //序列化
            oos.writeObject(obj);
            oos.close();
            return true;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (oos != null) {
                try {
                    // 釋放資源
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return false;
    }

    /**
     * 反序列化對(duì)象
     *
     * @param path
     * @param <T>
     * @return
     */
    @SuppressWarnings("unchecked ")
    synchronized public static <T> T readObject(String path) {
        ObjectInputStream ojs = null;
        try {
            // 創(chuàng)建反序列化對(duì)象
            ojs = new ObjectInputStream(new FileInputStream(path));
            // 還原對(duì)象
            return (T) ojs.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(ojs!=null){
                try {
                    // 釋放資源
                    ojs.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return null;
    }

Externalizable接口

public interface Externalizable extends Serializable {
    void writeExternal(ObjectOutput var1) throws IOException;

    void readExternal(ObjectInput var1) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

簡(jiǎn)單使用

public class Course1 implements Externalizable {

    private static final long serialVersionUID = 667279791530738499L;
    private String name;
    private float score;

    @Override
    public String toString() {
        return "Score{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }

    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput objectOutput) throws IOException {
        System.out.println("writeExternal");
        objectOutput.writeObject(name);
        objectOutput.writeFloat(score);
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput objectInput) throws IOException, ClassNotFoundException {
        System.out.println("readExternal");
        name = (String)objectInput.readObject();
        score = objectInput.readFloat();
    }
...
    public static void main(String... args) throws Exception {
        Course1 course = new Course1("英語(yǔ)", 12f);
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
        oos.writeObject(course);
        byte[] bytes = out.toByteArray();
        oos.close();
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bytes));
        Course1 course1 = (Course1) ois.readObject();
        System.out.println("course1: " + course1);
    }
}

重寫readObject,writeObject

“只有當(dāng)你自行設(shè)計(jì)的自定義序列化形式與默認(rèn)的序列化形式基本相同時(shí)，才能接受默認(rèn)的序列化> 形式”.“當(dāng)一個(gè)對(duì)象的物理表示方法與它的邏輯數(shù)據(jù)內(nèi)容有實(shí)質(zhì)性差別時(shí)，使用默認(rèn)序列化形式有> > N種缺陷”.其實(shí)從effective java的角度來(lái)講，是強(qiáng)烈建議我們重寫的，這樣有助于我們更好地把控> > 序列化過(guò)程，防范未知風(fēng)險(xiǎn)

package json;

import java.io.*;

public class Student implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 667279791530738499L;
    private String name;
    private float score;

    public Student(String name, float score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public float getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(float score) {
        this.score = score;
    }

    private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws ClassNotFoundException, IOException {
        inputStream.defaultReadObject();
        name = (String)inputStream.readObject();
        score = inputStream.readFloat();
        System.out.println("readObject:::::"+score);
    }

    private void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException {
        System.out.println("writeObject:::::"+name);
        outputStream.defaultWriteObject();
        outputStream.writeObject(name);
        outputStream.writeFloat(score);
    }
    private Object readResolve() {
        System.out.println("readResolve");
        return new Student(name, 85f);
    }

    private Object writeReplace(){
        System.out.println("writeReplace");
        return new Student(name +"replace",score);
    }

    public static void main(String... args) throws Exception {
        Student student = new Student("英語(yǔ)", 12f);
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);
        oos.writeObject(student);
        byte[] bs = out.toByteArray();
        oos.close();

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bs));
        Student student1 = (Student) ois.readObject();
        System.out.println("course1: " + student1);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Asfas{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }
}

輸出結(jié)果：

Task :Student.main()
writeReplace
writeObject:::::英語(yǔ)replace
readObject:::::12.0
readResolve
course1: Asfas{name='英語(yǔ)replace', score=85.0}

單例模式的序列化問(wèn)題/反射問(wèn)題

如果需要序列化單例模式就需要 單例模式實(shí)現(xiàn) Serializable 接口 然后實(shí)現(xiàn)readResolve方法 不是的話就會(huì)反序列化失敗

//如果不重寫readResolve,會(huì)導(dǎo)致單例模式在序列化->反序列化后失敗
 private Object readResolve() {
      return single;
 }

Parcelable接口

介紹Parcelable不得不先提一下Serializable接口,Serializable是Java為我們提供的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的序列化接口,那什么是序列化呢? ---- 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將對(duì)象轉(zhuǎn)換為可以傳輸?shù)亩M(jìn)制流(二進(jìn)制序列)的過(guò)程,這樣我們就可以通過(guò)序列化,轉(zhuǎn)化為可以在網(wǎng)絡(luò)傳輸或者保存到本地的流(序列),從而進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù) ,那反序列化就是從二進(jìn)制流(序列)轉(zhuǎn)化為對(duì)象的過(guò)程.

Parcelable是Android為我們提供的序列化的接口,Parcelable相對(duì)于Serializable的使用相對(duì)復(fù)雜一些,但Parcelable的效率相對(duì)Serializable也高很多,這一直是Google工程師引以為傲的,有時(shí)間的可以看一下Parcelable和Serializable的效率對(duì)比 Parcelable vs Serializable 號(hào)稱快10倍的效率

Parcelable是Android SDK提供的，它是基于內(nèi)存的，由于內(nèi)存讀寫速度高于硬盤，因此Android中的跨進(jìn)程對(duì)象的傳遞一般使用Parcelable

public class Student implements Parcelable {
   public String name;
   public float score;

    /**
     * 描述當(dāng)前 Parcelable 實(shí)例的對(duì)象類型
     * 比如說(shuō)，如果對(duì)象中有文件描述符，這個(gè)方法就會(huì)返回Parcelable 中的 CONTENTS_FILE_DESCRIPTOR
     * 其他情況會(huì)返回一個(gè)位掩碼
     * @return int
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    /**
     * 將對(duì)象轉(zhuǎn)換成一個(gè) Parcel 對(duì)象
     * @param dest 表示要寫入的 Parcel 對(duì)象
     * @param flags 示這個(gè)對(duì)象將如何寫入
     */
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(this.name);
        dest.writeFloat(this.score);
    }

    public Student() {
    }

    protected Student(Parcel in) {
        this.name = in.readString();
        this.score = in.readFloat();
    }
    /**
     * 實(shí)現(xiàn)類必須有一個(gè) Creator 屬性，用于反序列化，將 Parcel 對(duì)象轉(zhuǎn)換為 Parcelable
     */
    public static final Parcelable.Creator<Student> CREATOR = new Parcelable.Creator<Student>() {

        //反序列化的方法，將Parcel還原成Java對(duì)象
        @Override
        public Student createFromParcel(Parcel source) {
            return new Student(source);
        }

        //提供給外部類反序列化這個(gè)數(shù)組使用。
        @Override
        public Student[] newArray(int size) {
            return new Student[size];
        }
    };
}

在介紹之前我們需要先了解Parcel是什么?Parcel翻譯過(guò)來(lái)是打包的意思,其實(shí)就是包裝了我們需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù),然后在Binder中傳輸,也就是用于跨進(jìn)程傳輸數(shù)據(jù)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Parcel提供了一套機(jī)制，可以將序列化之后的數(shù)據(jù)寫入到一個(gè)共享內(nèi)存中，其他進(jìn)程通過(guò)Parcel可以從這塊共享內(nèi)存中讀出字節(jié)流，并反序列化成對(duì)象,下圖是這個(gè)過(guò)程的模型。


parcel的工作示意

Parcel可以包含原始數(shù)據(jù)類型（用各種對(duì)應(yīng)的方法寫入，比如writeInt(),writeFloat()等），可以包含Parcelable對(duì)象，它還包含了一個(gè)活動(dòng)的IBinder對(duì)象的引用，這個(gè)引用導(dǎo)致另一端接收到一個(gè)指向這個(gè)IBinder的代理IBinder。

Parcelable通過(guò)Parcel實(shí)現(xiàn)了read和write的方法,從而實(shí)現(xiàn)序列化和反序列化。

Parcelable與Serializable的性能比較

  • Serializable性能分析：
    Serializable是Java中的序列化接口，其使用起來(lái)簡(jiǎn)單但開銷較大（因?yàn)镾erializable在序列化過(guò)程中使用了反射機(jī)制，故而會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)變量，從而導(dǎo)致頻繁的GC），并且在讀寫數(shù)據(jù)過(guò)程中，它是通過(guò)IO流的形式將數(shù)據(jù)寫入到硬盤或者傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上。
  • Parcelable性能分析：
    Parcelable則是以IBinder作為信息載體，在內(nèi)存上開銷比較小，因此在內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞時(shí)，推薦使用Parcelable,而Parcelable對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化或者網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)操作復(fù)雜，一般這個(gè)時(shí)候推薦使用Serializable。
  • 性能比較總結(jié)描述：
    首先闡述一下Parcelable的性能要強(qiáng)于Serializable的原因
  • 在內(nèi)存的使用中,前者在性能方面要強(qiáng)于后者
  • 后者在序列化操作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的臨時(shí)變量,(原因是使用了反射機(jī)制)從而導(dǎo)致GC的頻繁調(diào)用,因此在性能上會(huì)稍微遜色
  • Parcelable是以Ibinder作為信息載體的.在內(nèi)存上的開銷比較小,因此在內(nèi)存之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的時(shí)候,Android推薦使用Parcelable,既然是內(nèi)存方面比價(jià)有優(yōu)勢(shì),那么自然就要優(yōu)先選擇.
  • 在讀寫數(shù)據(jù)的時(shí)候,Parcelable是在內(nèi)存中直接進(jìn)行讀寫,而Serializable是通過(guò)使用IO流的形式將數(shù)據(jù)讀寫入在硬盤上.
    但是：雖然Parcelable的性能要強(qiáng)于Serializable,但是仍然有特殊的情況需要使用Serializable,而不去使用Parcelable,因?yàn)镻arcelable無(wú)法將數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化,因此在將數(shù)據(jù)保存在磁盤的時(shí)候,仍然需要使用后者,因?yàn)榍罢邿o(wú)法很好的將數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化.(原因是在不同的Android版本當(dāng)中,Parcelable可能會(huì)不同,因此數(shù)據(jù)的持久化方面仍然是使用Serializable)

幾個(gè)面試相關(guān)的問(wèn)題

  • Android里面為什么要設(shè)計(jì)出Bundle而不是直接用Map結(jié)構(gòu)
    Bundle內(nèi)部是由ArrayMap實(shí)現(xiàn)的，ArrayMap的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是兩個(gè)數(shù)組，一個(gè)int數(shù)組是存儲(chǔ)對(duì)象數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)下標(biāo)，一個(gè)對(duì)象數(shù)組保存key和value，內(nèi)部使用二分法對(duì)key進(jìn)行排序，所以在添加、刪除、查找數(shù)據(jù)的時(shí)候，都會(huì)使用二分法查找，只適合于小數(shù)據(jù)量操作，如果在數(shù)據(jù)量比較大的情況下，那么它的性能將退化。而HashMap內(nèi)部則是數(shù)組+鏈表結(jié)構(gòu)，所以在數(shù)據(jù)量較少的時(shí)候，HashMap的Entry Array比ArrayMap占用更多的內(nèi)存。因?yàn)槭褂肂undle的場(chǎng)景大多數(shù)為小數(shù)據(jù)量，我沒(méi)見(jiàn)過(guò)在兩個(gè)Activity之間傳遞10個(gè)以上數(shù)據(jù)的場(chǎng)景，所以相比之下，在這種情況下使用ArrayMap保存數(shù)據(jù)，在操作速度和內(nèi)存占用上都具有優(yōu)勢(shì)，因此使用Bundle來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，可以保證更快的速度和更少的內(nèi)存占用。
    另外一個(gè)原因，則是在Android中如果使用Intent來(lái)攜帶數(shù)據(jù)的話，需要數(shù)據(jù)是基本類型或者是可序列化類型，HashMap使用Serializable進(jìn)行序列化，而Bundle則是使用Parcelable進(jìn)行序列化。而在Android平臺(tái)中，更推薦使用Parcelable實(shí)現(xiàn)序列化，雖然寫法復(fù)雜，但是開銷更小，所以為了更加快速的進(jìn)行數(shù)據(jù)的序列化和反序列化，系統(tǒng)封裝了Bundle類，方便我們進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。
  • Android中Intent/Bundle的通信原理及大小限制
    Intent 中的 Bundle 是使用 Binder 機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的。能使用的 Binder 的緩沖區(qū)是有大小限制的（有些手機(jī)是 2 M），而一個(gè)進(jìn)程默認(rèn)有 16 個(gè) Binder 線程，所以一個(gè)線程能占用的緩沖區(qū)就更小了（ 有人以前做過(guò)測(cè)試，大約一個(gè)線程可以占用 128 KB）。所以當(dāng)你看到 The Binder transaction failed because it was too large 這類 TransactionTooLargeException 異常時(shí)，你應(yīng)該知道怎么解決了
  • 為何Intent不能直接在組件間傳遞對(duì)象而要通過(guò)序列化機(jī)制？
    Intent在啟動(dòng)其他組件時(shí)，會(huì)離開當(dāng)前應(yīng)用程序進(jìn)程，進(jìn)入ActivityManagerService進(jìn)程（intent.prepareToLeaveProcess()），這也就意味著，Intent所攜帶的數(shù)據(jù)要能夠在不同進(jìn)程間傳輸。首先我們知道，Android是基于Linux系統(tǒng)，不同進(jìn)程之間的java對(duì)象是無(wú)法傳輸，所以我們此處要對(duì)對(duì)象進(jìn)行序列化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)象在 應(yīng)用程序進(jìn)程 和 ActivityManagerService進(jìn)程 之間傳輸。
    而Parcel或者Serializable都可以將對(duì)象序列化，其中，Serializable使用方便，但性能不如Parcel容器，后者也是Android系統(tǒng)專門推出的用于進(jìn)程間通信等的接口
    start_activity_process.jpg
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