Android序列化

序(序列化和反序列化).png

是什么?为啥用?怎么用?——灵魂三连问

1、序列化和反序列化是什么?

  • 序列化:把对象转变为字节序列的过程称为对象的序列化。
  • 反序列化:把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

2、对象序列化的用途

  • 永久的保存对象数据(将对象数据保存在文件或者磁盘中)
  • 是对象数据能够在网络上传输(由于网络传输是以字节流的方式来完成对数据的传输的,因此序列化的目的是将对象数据转换成字节流的形式)。
  • 使对象能够在进程间进行传递(基础类型数据除外,对象类型数据必须进行序列化操作后才能进行传输)。
  • 在Android intent之间,基础数据类型可以直接传递,但是传递复杂数据类型的时候,必须进行序列化。
    序列化对象的时候只针对属性进行序列化,不针对方法序列化。

3、Android实现序列化的两种方式

3.1、实现Serializable接口

Serializable是java提供的一个序列化接口,它是一个空接口,专门为对象提供标准的序列化和反序列化操作,使用Serializable实现类的序列化比较简单,只要在类声明中实现Serializable接口即可,同时强烈建议声明序列化标识。

3.1.1 序列化举例
public class S_Shop implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -1399695071515887643L;
    public String mShopName;
    public int mShopId;
    public String mShopPhone;
    public static int STATIC_VALUE = 100;//静态值
    public transient int TRANSIENT_VALUE;//被transient修饰 不能序列化

    @NonNull
    @Override
    public String toString() {
        return "Serializable: mShopName is " + mShopName
                + ",mShopId is " + mShopId
                + ",mShopPhone is " + mShopPhone
                + ",STATIC_VALUE is " + STATIC_VALUE
                + ",TRANSIENT_VALUE is " + TRANSIENT_VALUE;
    }
}

执行序列化和反序列化过程:

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //------------------Serializable------------------
        S_Shop shop = new S_Shop();
        shop.mShopName = "商品名";
        shop.mShopId = 2022;
        shop.mShopPhone = "15700000000";
        shop.TRANSIENT_VALUE = 1000;
      
        saveObject(shop); //序列化
        readObject();//反序列化
    }

    //序列化
    private static void saveObject(S_Shop shop) {
        ObjectOutputStream outputStream = null;
        try {
            outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("shop.obj"));
            outputStream.writeObject(shop);
            System.out.println("write-hashCode: " + shop.hashCode());
            outputStream.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    private static void readObject() {
        //反序列化
        ObjectInputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("shop.obj"));
            S_Shop shop = (S_Shop) inputStream.readObject();
            System.out.println(shop.toString());
            System.out.println("read-hashCode: " + shop.hashCode());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (inputStream != null) {
                try {
                    inputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

执行结果:

Serializable: mShopName is 商品名,mShopId is 2022,mShopPhone is 15700000000,STATIC_VALUE is 100,TRANSIENT_VALUE is 0

结果看到反序列化成功,从序列化结构中又重新生成了对象,这里注意一点,类中的变量TRANSIENT_VALUE是由transient修饰的,不能被序列化,所以反序列化时得到的是默认值。另外STATIC_VALUE由static修饰,也不参与序列化过程

3.1.2 特殊变量序列化
  1. 静态变量的序列化
    序列化并不保存静态变量,序列化保存的是对象的状态,而静态变量是类的状态。
  2. Transient关键字
    transient关键字的作用就是控制变量的序列化,在变量声明前加上该关键字,可以阻止该变量序列化到文件中,在反序列化后,transient变量会被设为初始值,如int型的为0,对象型的为null。
  3. 父类的序列化特性
    如果子类实现了Serializable接口而父类没有实现,那么父类不会被序列化,但是**父类必须有默认的无参构造方法,否则会抛出InvalidClassException异常。如下图所示
    序列化异常

解决方案:想要将父类对象也序列化,就需要让父类也实现Serializable接口;如果父类不实现的话,就需要有默认的无参构造函数,并且父类的变量值都是默认声明的值。

在父类没有实现Serializable接口时,虚拟机不会序列化父对象,而一个Java对象的初始化必须先初始化父对象,再初始化子对象,反序列化也不例外。所以在反序列化时,为了构造父对象,只能调用父类对象的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时,它的值是调用父类无参构造函数后的值

3.1.3 序列化举例序列化步骤:
  • 将对象实例相关的类元数据输出
  • 递归地输出类的超类描述直到不再有超类
  • 类元数据完了之后,开始从最顶层的超类开始输出对象实例的实际数据值
  • 从上至下递归输出实例的数据
3.2 、实现Parcelable接口

Parcelable是Android SDK API,其序列化操作完全由底层实现,可以在进程内、进程间(AIDL)高效传输数据。不同版本的API实现方式可能不同,不宜做本地持久化存储。

3.2.1 序列化举例
public class P_Shop implements Parcelable {
    public P_Shop(){}
    public String mShopName;
    public int mShopId;
    public String mShopPhone;
    public static int STATIC_VALUE = 100;//静态值
    public transient int TRANSIENT_VALUE;//被transient修饰 不能序列化

    /**
     * 从序列化结构中创建原始对象
     */
    protected P_Shop(Parcel in) {
        mShopName = in.readString();
        mShopId = in.readInt();
        mShopPhone = in.readString();
    }

    /**
     * 反序列化
     */
    public static final Creator<P_Shop> CREATOR = new Creator<P_Shop>() {
        /**
         * 从序列化对象中创建原始对象
         */
        @Override
        public P_Shop createFromParcel(Parcel in) {
            return new P_Shop(in);
        }

        /**
         * 创建指定长度的原始对象数组
         */
        @Override
        public P_Shop[] newArray(int size) {
            return new P_Shop[size];
        }
    };

    /**
     * 序列化:将当前对象写入序列化结构中
     */
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(mShopName);
        dest.writeInt(mShopId);
        dest.writeString(mShopPhone);
    }

    /**
     * 当前对象的内容描述,存在文件描述符时返回1  其余全返回0
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @NonNull
    @Override
    public String toString() {
        return "Parcelable: mShopName is " + mShopName
                + ",mShopId is " + mShopId
                + ",mShopPhone is " + mShopPhone
                + ",STATIC_VALUE is " + STATIC_VALUE
                + ",TRANSIENT_VALUE is " + TRANSIENT_VALUE;
    }
}

执行序列化/反序列化:

        //------------------Parcelable------------------
        Context context = this;
        P_Shop shopP = new P_Shop();
        shopP.mShopName = "商品名";
        shopP.mShopId = 2022;
        shopP.mShopPhone = "15700000000";
        shopP.TRANSIENT_VALUE = 1000;

        //序列化过程
        byte[] bytes = PUtil.marshall(shopP);//Parcel->bytes[]
        PUtil.save(context, bytes);//保存bytes[]
        //反序列化过程
        Object object = PUtil.getParcel(context);//bytes[]->Parcel->Object
        if (object == null) return;
        if (object instanceof P_Shop) {
            P_Shop shop = (P_Shop) object;
            Log.e("TTT", shop.toString());
        }

执行结果:

Parcelable: mShopName is 商品名,mShopId is 2022,mShopPhone is 15700000000,STATIC_VALUE is 100,TRANSIENT_VALUE is 0

3.2.2 实现原理

Parcelable 序列化过程中会用到Parcel,Parcel可以被认为是一个包含数据或者对象引用的容器,能够支持序列化及在跨进程之后的反序列化。Parcelable 的序列化操作在Native层实现,通过write内存写入及read读内存数据重新生成对象。Parcelable 将对象进行分解,且分解后每一部分都是支持可传递的数据类型。

4、对象序列化的用途Parcelable、Serializable比较

Serializable序列化和反序列化会经过大量的I/O操作,产生大量的临时变量引起GC;Parcelable是基于内存实现的封装和解封(marshalled& unmarshalled),效率比Serializable快很多
下面的测试来自非官方测试,通过Parcelable和Serializable分别执行序列化/反序列化过程,循环1000次取平均值,实验结果如下:


image.png

数据来自 parcelable-vs-serializable,实验结果对比Parcelable的效率比Serializable快10倍以上。

5、总结

对比 Serializable Parcelable
所属API Java API Android SDK API
特点 序列化和反序列化会经过大量的I/O操作,产生大量的临时变量引起GC,且反序列化时需要反射 基于内存拷贝实现的封装和解封(marshalled& unmarshalled),序列化基于Native层实现,不同版本的API实现可能不同
开销 相对高 相对低
效率 相对低 相对高
适用场景 序列化到本地、网络传输 主要内存序列化

另外序列化过程中的几个注意点:

下面两种成员变量不会参与到默认序列化过程中:
1、static静态变量属于类而不属于对象
2、transient标记的成员变量
参与序列化的成员变量本身也是需要可序列化的
反序列化时,非可序列化的(如被transient修饰)变量将会调用自身的无参构造函数重新创建,因此也要求此成员变量的构造函数必须是可访问的,否则会报错。

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