安卓 Android Java 序列化

发布于 2024-09-19 11:28:11 字数 3993 浏览 8 评论 0

Serializable 是 Java 原生的序列化机制，在 Android 中也有被广泛使用。我们可以通过 Serializable 将对象持久化存储，也可以通过 Bundle 传递 Serializable 的序列化数据。

Serializable 原理

Serializable 的原理是通过 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 来实现的，我们以 Android 6.0 的源码为例，你可以看到：

	private void writeFieldValues(Object obj, ObjectStreamClass classDesc)  {
    for (ObjectStreamField fieldDesc : classDesc.fields()) {
        ...
        Field field = classDesc.checkAndGetReflectionField(fieldDesc);
        ...

整个序列化过程使用了大量的反射和临时变量，而且在序列化对象的时候，不仅会序列化当前对象本身，还需要递归序列化对象引用的其他对象。
整个过程计算非常复杂，而且因为存在大量反射和 GC 的影响，序列化的性能会比较差。另外一方面因为序列化文件需要包含的信息非常多，导致它的大小比 Class 文件本身还要大很多，这样又会导致 I/O 读写上的性能问题。

Serializable 进阶

writeObject 和 readObject 方法。Serializable 序列化支持替代默认流程，它会先反射判断是否存在我们自己实现的序列化方法 writeObject 或反序列化方法 readObject。 通过这两个方法，我们可以对某些字段做一些特殊修改，也可以实现序列化的加密功能。
writeReplace 和 readResolve 方法。这两个方法代理序列化的对象，可以实现自定义返回的序列化实例。那它有什么用呢？我们可以通过它们实现对象序列化的版本兼容，例如通过 readResolve 方法可以把老版本的序列化对象转换成新版本的对象类型。

Serializable 的序列化与反序列化的调用流程如下。

// 序列化
E/test:SerializableTestData writeReplace
E/test:SerializableTestData writeObject

// 反序列化
E/test:SerializableTestData readObject
E/test:SerializableTestData readResolve

Serializable 注意事项

不被序列化的字段。类的 static 变量以及被声明为 transient 的字段，默认的序列化机制都会忽略该字段，不会进行序列化存储。 当然我们也可以使用进阶的 writeReplace 和 readResolve 方法做自定义的序列化存储。
serialVersionUID。在类实现了 Serializable 接口后，我们需要添加一个 Serial Version ID，它相当于类的版本号。这个 ID 我们可以显式声明也可以让编译器自己计算。 显示声明更加稳妥 因为隐式声明假如类发生了一点点变化，进行反序列化都会由于 serialVersionUID 改变而导致 InvalidClassException 异常。
构造方法。Serializable 的反序列默认是不会执行构造函数的，它是根据数据流中对 Object 的描述信息创建对象的。如果一些逻辑依赖构造函数，就可能会出现问题，例如一个静态变量只在构造函数中赋值，当然我们也可以通过进阶方法做自定义的反序列化修改。

Parcelable

你可以发现 Parcel 序列化和 Java 的 Serializable 序列化差别还是比较大的，Parcelable 只会在内存中进行序列化操作，并不会将数据存储到磁盘里。

也可以通过 Parcel.java 的 marshall 接口获取 byte 数组，然后存在文件中从而实现 Parcelable 的永久存储。

	// Returns the raw bytes of the parcel.
public final byte[] marshall() {
    return nativeMarshall(mNativePtr);
}
// Set the bytes in data to be the raw bytes of this Parcel.
public final void unmarshall(byte[] data, int offset, int length) {
    nativeUnmarshall(mNativePtr, data, offset, length);
}

Parcelable 注意事项

虽然通过取巧的方法可以实现 Parcelable 的永久存储，但是它也存在两个问题。

系统版本的兼容性。由于 Parcelable 设计本意是在内存中使用的，我们无法保证所有 Android 版本的 Parcel.java 实现都完全一致。如果不同系统版本实现有所差异，或者有厂商修改了实现，可能会存在问题。
数据前后兼容性。Parcelable 并没有版本管理的设计，如果我们类的版本出现升级，写入的顺序及字段类型的兼容都需要格外注意，这也带来了很大的维护成本。

数据序列化

JSON

Protocol Buffers

相比对象序列化方案，JSON 的确速度更快、体积更小。不过为了保证 JSON 的中间结果是可读的，它并没有做二进制的压缩，也因此 JSON 的性能还没有达到极致。

性能。使用了二进制编码压缩，相比 JSON 体积更小，编解码速度也更快，感兴趣的同学可以参考
兼容性。跨语言和前后兼容性都不错，也支持基本类型的自动转换，但是不支持继承与引用类型。
使用成本。Protocol Buffers 的开发成本很高，需要定义.proto 文件，并用工具生成对应的辅助类。辅助类特有一些序列化的辅助方法，所有要序列化的对象，都需要先转化为辅助类的对象，这让序列化代码跟业务代码大量耦合，是侵入性较强的一种方式。

Google 后面还推出了压缩率更高的 FlatBuffers，对于它的使用你可以参考《FlatBuffers 体验》