Android中的序列化機制

jiffes 2019-02-12

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當我們在調(diào)用遠程方法時，需要在進程間傳遞參數(shù)以及返回結(jié)果。這種類似的處理方式，需要把數(shù)據(jù)與進程相關(guān)性去除，變成一種中間形式，然后按統(tǒng)一的接口進行讀寫操作。這樣的機制，一般在高級編程語言里都被稱為序列化。

在Android世界里處理數(shù)據(jù)的序列化操作的，使用了一種Parcel類，而能夠處理數(shù)據(jù)序列能力，則是實現(xiàn)Parcelable接口來實現(xiàn)。于是，當我們需要在進程間傳輸一個對象，則實現(xiàn)這一對象的類必須實現(xiàn)Parcelable接口里定義的相應(yīng)屬性或方法，而在使用這一對象時，則可以使用一個Parcel引用來處理傳輸時的基本操作。

Parcel和Serialize很類似，只是它是在內(nèi)存中完成的序列化和反序列化，利用的是連續(xù)的內(nèi)存空間，因此會更加高效。

1. Parcelable接口

Interface for classes whose instances can be written to and restored from a Parcel。 Classes implementing the Parcelable interface must also have a static field called CREATOR， which is an object implementing the Parcelable.Creator interface。

2.實現(xiàn)Parcelable就是為了進行序列化，那么，為什么要序列化？
1）永久性保存對象，保存對象的字節(jié)序列到本地文件中；
2）通過序列化對象在網(wǎng)絡(luò)中傳遞對象；
3）通過序列化在進程間傳遞對象。

3.實現(xiàn)序列化的方法
Android中實現(xiàn)序列化有兩個選擇：一是實現(xiàn)Serializable接口（是JavaSE本身就支持的），一是實現(xiàn)Parcelable接口（是Android特有功能，效率比實現(xiàn)Serializable接口高效，可用于Intent數(shù)據(jù)傳遞，也可以用于進程間通信（IPC））。實現(xiàn)Serializable接口非常簡單，聲明一下就可以了，而實現(xiàn)Parcelable接口稍微復(fù)雜一些，但效率更高，推薦用這種方法提高性能。
注：Android中Intent傳遞對象有兩種方法：一是Bundle.putSerializable(Key，Object)，另一種是Bundle.putParcelable(Key，Object)。當然這些Object是有一定的條件的，前者是實現(xiàn)了Serializable接口，而后者是實現(xiàn)了Parcelable接口。

4.選擇序列化方法的原則
1）在使用內(nèi)存的時候，Parcelable比Serializable性能高，所以推薦使用Parcelable。
2）Serializable在序列化的時候會產(chǎn)生大量的臨時變量，從而引起頻繁的GC。
3）Parcelable不能使用在要將數(shù)據(jù)存儲在磁盤上的情況，因為Parcelable不能很好的保證數(shù)據(jù)的持續(xù)性在外界有變化的情況下。盡管Serializable效率低點，但此時還是建議使用Serializable 。

5.應(yīng)用場景

需要在多個部件(Activity或Service)之間通過Intent傳遞一些數(shù)據(jù)，簡單類型（如：數(shù)字、字符串）的可以直接放入Intent。復(fù)雜類型必須實現(xiàn)Parcelable接口。

6.Serializable實現(xiàn)與Parcelabel實現(xiàn)的區(qū)別
1）Serializable的實現(xiàn)，只需要implements Serializable 即可。這只是給對象打了一個標記，系統(tǒng)會自動將其序列化。
2）Parcelabel的實現(xiàn)，不僅需要implements Parcelabel，還需要在類中添加一個靜態(tài)成員變量CREATOR，這個變量需要實現(xiàn) Parcelable.Creator 接口。

1）創(chuàng)建Person類，實現(xiàn)Serializable：

public class Person implements Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = -7060210544600464481L;
    private String name;
    private int age;
    public String getName()
    {
        return name;
    }
    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    public int getAge()
    {
        return age;
    }
    public void setAge(int age)
    {
        this.age = age;
    }
}

2）創(chuàng)建Book類，實現(xiàn)Parcelable：

public class Book implements Parcelable
{
    private String bookName;
    private String author;
    private int publishDate;
    public Book()
    {
    }
    public String getBookName()
    {
        return bookName;
    }
    public void setBookName(String bookName)
    {
        this.bookName = bookName;
    }
    public String getAuthor()
    {
        return author;
    }
    public void setAuthor(String author)
    {
        this.author = author;
    }
    public int getPublishDate()
    {
        return publishDate;
    }
    public void setPublishDate(int publishDate)
    {
        this.publishDate = publishDate;
    }
    @Override
    public int describeContents()
    {
        return 0;
    }
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel out, int flags)
    {
        out.writeString(bookName);
        out.writeString(author);
        out.writeInt(publishDate);
    }
    public static final Parcelable.Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>()
    {
        @Override
        public Book[] newArray(int size)
        {
            return new Book[size];
        }
        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel in)
        {
            return new Book(in);
        }
    };
    public Book(Parcel in)
    {
        bookName = in.readString();
        author = in.readString();
        publishDate = in.readInt();
    }
}

1、describeContents()，Parcelabl所需要的接口方法之一，必須實現(xiàn)。這一方法作用很簡單，就是通過返回的整形來描述這一Parcel是起什么作用的，通過這一整形每個bit來描述其類型，一般會返回0。
2、writeToParcel()，Parcelabl所需要的接口方法之二，必須實現(xiàn)。writeToParcel()方法的作用是發(fā)送，就是將類所需要傳輸?shù)膶傩詫懙絇arcel里，被用來提供發(fā)送功能的Parcel，會作為第一個參數(shù)傳入，于是在這個方法里都是使用writeInt()、writeLong()寫入到Parcel里。這一方法的第二參數(shù)是一個flag值，可以用來指定這樣的發(fā)送是單向還是雙向的，可以與aidl的in、out、inout三種限定符匹配。
3、CREATOR對象，Parcelable接口所需要的第三項，必須提供實現(xiàn)，但這是一個是接口對象。正如我們看到的，這一CREATOR對象，是使用模板類Parcelable.Creator，套用到TaskInfo來得到的，Parcelable.Creator<TaskInfo>。這個CREATOR對象在很大程度上是一個工廠（Factory）類，用于遠程對象在接收端的創(chuàng)建。從某種意義上來說，writeToParcel()與CREATOR是一一對應(yīng)的，發(fā)送端進程通過writeToParcel()，使用一個Parcel對象將中間結(jié)果保存起來，而接收端進程則會使用CREATOR對象把作為Parcel對象的中間對象再恢復(fù)出來，通過類的初始化方法以這個Parcel對象為基礎(chǔ)來創(chuàng)建新對象。后續(xù)的4-6，則是完成這個CREATOR對象的實現(xiàn)。
4、createFromParcel()，這是ParcelableCreator<T>模板類所必須實現(xiàn)的接口方法，提供從Parcel轉(zhuǎn)義出新的對象的能力。接收端來接收傳輸過來的Parcel對象時，便會以這一個接口方法來取得對象。我們這里直接調(diào)用基于Parcel 的類的初始化方法，然后將創(chuàng)建的對象返回。
5、newArray()，這是ParcelableCreator<T>模板類所必須實現(xiàn)的另一個接口方法，但這一方法用于創(chuàng)建多個這種實現(xiàn)了Parcelable接口的類。通過這一方法，CREATOR對象不光能創(chuàng)建單個對象，也能返回多個創(chuàng)建好的空對象，但多個對象不能以某個Parcel對象為基礎(chǔ)創(chuàng)建，于是會使用默認的類創(chuàng)始化方法。
6、實現(xiàn)具體的以Parcel為參照的初始化方法，這并非必須，我們也可以在createFromParcel()里直接根據(jù)Parcel的值賦值到對象來實現(xiàn)，但這樣實現(xiàn)則更清晰。這一方法，基本上與writeToParcel()是成對的，以什么順序?qū)ο髮傩詫懭隤arcel，則在createFromParcel()會就會以同樣的順序?qū)ο髮傩詮腜arcel里讀出來，使用Parcel的readInt()、readLong()等方法來完成。

7.應(yīng)用實例

就應(yīng)用程序而言，最常見使用Parcel類的場景就是在Activity間傳遞數(shù)據(jù)。沒錯，在Activity間使用Intent傳遞數(shù)據(jù)的時候，可以通過Parcelable機制傳遞復(fù)雜的對象。

在下面的程序中，MyColor用于保存一個顏色值，MainActivity在用戶點擊屏幕時將MyColor對象設(shè)成紅色，傳遞到SubActivity中，此時SubActivity的TextView顯示為紅色的背景；當點擊SubActivity時，將顏色值改為綠色，返回MainActivity，期望的是MainActivity的TextView顯示綠色背景。
MyColor類的實現(xiàn)代碼：

package com.test;
import android.graphics.Color;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;
public class MyColor implements Parcelable {
	private int color=Color.BLACK;
	MyColor(){
		color=Color.BLACK;
	}
	MyColor(Parcel in){
		color=in.readInt();
	}
	public int getColor(){
		return color;
	}
	public void setColor(int color){
		this.color=color;
	}
	@Override
	public int describeContents() {
		return 0;
	}
	@Override
	public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
		dest.writeInt(color);
	}
    public static final Parcelable.Creator<MyColor> CREATOR
	    = new Parcelable.Creator<MyColor>() {
		public MyColor createFromParcel(Parcel in) {
		    return new MyColor(in);
		}
		public MyColor[] newArray(int size) {
		    return new MyColor[size];
		}
	};
}

MainActivity的代碼：

package com.test;
import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.graphics.Color;
import android.os.Bundle;
import android.view.MotionEvent;
public class MainActivity extends Activity {
    private final int SUB_ACTIVITY=0;
    private MyColor color=new MyColor();
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
    }
	@Override
	protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
		super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
		if (requestCode==SUB_ACTIVITY){
			if (resultCode==RESULT_OK){
	        	if (data.hasExtra("MyColor")){
	        		color=data.getParcelableExtra("MyColor");  //<span style="font-size: 14px; white-space: pre;">反序列化后是一個新的MyColor對象</span>
	        		findViewById(R.id.text).setBackgroundColor(color.getColor());
	        	}
			}
		}
	}
	@Override
	public boolean onTouchEvent(MotionEvent event){
		if (event.getAction()==MotionEvent.ACTION_UP){
			Intent intent=new Intent();
			intent.setClass(this, SubActivity.class);
			color.setColor(Color.RED);
			intent.putExtra("MyColor", color);
			startActivityForResult(intent,SUB_ACTIVITY);	
		}
		return super.onTouchEvent(event);
	}
}

SubActivity的代碼：

package com.test;
import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.graphics.Color;
import android.os.Bundle;
import android.view.MotionEvent;
import android.widget.TextView;
public class SubActivity extends Activity {
	private MyColor color;
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        ((TextView)findViewById(R.id.text)).setText("SubActivity");
        Intent intent=getIntent();
        if (intent!=null){
        	if (intent.hasExtra("MyColor")){
        		color=intent.getParcelableExtra("MyColor");
        		findViewById(R.id.text).setBackgroundColor(color.getColor());
        	}
        }
    }
	@Override
	public boolean onTouchEvent(MotionEvent event){
		if (event.getAction()==MotionEvent.ACTION_UP){
			Intent intent=new Intent();
			if (color!=null){
				color.setColor(Color.GREEN);
				intent.putExtra("MyColor", color);
			}
			setResult(RESULT_OK,intent);
			finish();
		}
		return super.onTouchEvent(event);
	}
}

在MainActivity的onActivityResult()中，有一句color=data.getParcelableExtra("MyColor")，這說明的是反序列化后是一個新的MyColor對象，因此要想使用這個對象，我們做了這個賦值語句。

如果數(shù)據(jù)本身是IBinder類型，那么反序列化的結(jié)果就是原對象，而不是新建的對象，很顯然，如果是這樣的話，在反序列化后在MainActivity中就不再需要color=data.getParcelableExtra("MyColor")這句了。因此，換一種MyColor的實現(xiàn)方法，令其中的int color成員變量使用IBinder類型的成員變量來表示。

新建一個BinderData類繼承自Binder，代碼如下：

package com.test;
import android.os.Binder;
public class BinderData extends Binder {
	public int color;
}

修改MyColor的代碼如下：

 package com.test;
import android.graphics.Color;
import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;
public class MyColor implements Parcelable {
	private BinderData data=new BinderData();
	MyColor(){
		data.color=Color.BLACK;
	}
	MyColor(Parcel in){
		data=(BinderData) in.readValue(BinderData.class.getClassLoader());
	}
	public int getColor(){
		return data.color;
	}
	public void setColor(int color){
		data.color=color;
	}
	@Override
	public int describeContents() {
		return 0;
	}
	@Override
	public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
		dest.writeValue(data);
	}
    public static final Parcelable.Creator<MyColor> CREATOR
	    = new Parcelable.Creator<MyColor>() {
		public MyColor createFromParcel(Parcel in) {
		    return new MyColor(in);
		}
		public MyColor[] newArray(int size) {
		    return new MyColor[size];
		}
	};
}

去掉MainActivity的onActivityResult()中的color=data.getParcelableExtra("MyColor")一句，變成：

	@Override
	protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
		super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
		if (requestCode==SUB_ACTIVITY){
			if (resultCode==RESULT_OK){
	        	if (data.hasExtra("MyColor")){
	        		findViewById(R.id.text).setBackgroundColor(color.getColor());
	        	}
			}
		}
	}