Android Serializable与Parcelable原理与区别

一、序列化、反序列化是什么？

(1) 名词解释

对象的序列化 : 把Java对象转换为字节序列并存储至一个储存媒介的过程。
对象的反序列化:把字节序列恢复为Java对象的过程。

(2) 序列化详细解释

对象的序列化涉及三个点关键点：Java对象、字节序列、存储。

1. Java对象的组成？
Java对象包含变量与方法。但是序列与反序列化仅处理Java变量而不处理方法，序列与反序列化仅对数据进行处理。

2. 什么是字符序列？
字符序列是两个词，字符是在计算机和电信领域中，字符（Character）是一个信息单位。数学上，序列是被排成一列的对象（或事件）。
《字符-维基百科》 ， 《序列-维基百科》 说白了就是连续排列的多个字符的集合。类似于"1A165613246546"

3. 存储
字符序列需要保存到一个地方，可以是硬盘也可以是内存。
简单说法是：序列化把当前对象信息保存下来。反序列化刚好相反的操作。

二、Java对象与Java对象序列化的区别？

Java对象存在的前提必须在JVM运行期间存在，如果想在JVM非运行的情况下或者在其他机器JVM上获取指定Java对象，在现有Java对象的机制下都不可能完成。
与Java对象不同的是，如果对Java对象执行序列化操作，因为原理是把Java对象信息保存到存储媒介，所以可以在以上Java对象不可能存在的两种情况下依然可以使用Java对象。

三、为什么要使用序列化、反序列化？

根据以上对序列化、反序列化的理解，这个疑问可以翻译成，为什么需要把对象信息保存到存储媒介中并之后读取出来？
因为二中的解释，开发中有在JVM非运行的情况下或者在其他机器JVM上获取指定Java对象的需求。

例如：

1. 使用RMI（远程方法调用）

2. 网络中传递对象（Java Beans）

3. 对象深度复制（包括当前对象包含的对象关系网）

四、Android 中Serializable与Parcelable区别？

两种都是用于支持序列化、反序列化话操作，两者最大的区别在于存储媒介的不同，Serializable使用IO读写存储在硬盘上，而Parcelable是直接在内存中读写，很明显内存的读写速度通常大于IO读写，所以在Android中通常优先选择Parcelable。
Serializable不是当前关注的焦点，不过可以查看《Java序列化算法透析》这篇文章中实现一个简单的Serializable例子，查看序列化生成的IO文件，并且以16进制读取并一一解释每一个16进制数字的含义。

五、Parcelable举例

在Android中实现Parcelable接口的类可以支持序列与反序列化，以下是一个实现的举例：
1. 实现Parcelable接口
2. 添加实体属性
3. 覆写writeToParcel(Parcel dest, int flags)方法，指定写入Parcel类的数据。
4. 创建Parcelable.Creator静态对象，有两个方法createFromParcel(Parcel in)与newArray(int size)，前者指定如何从Parcel中读取出数据对象，后者创建一个数组。
5. 覆写describeContents方法，默认返回0。

public class Gril implements Parcelable {     private int mAge; // 年龄     private boolean mSexy; // 是否性感         @Override     public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {          dest.writeInt(mAge);          dest.writeByte((byte) (mSexy ? 1 : 0));     }         public static final Parcelable.Creator<Gril> CREATOR = new Parcelable.Creator<Gril>() {          public Gril createFromParcel(Parcel in) {               Gril gril = new Gril();               gril.mAge = in.readInt();               gril.mSexy = in.readByte() != 0;              return gril;          }                   public Gril[] newArray(int size) {              return new Gril[size];          }     };         @Override     public int describeContents() {          return 0;     }}

六、Parcelable原理

    从上面的例子中可以看出，具体的写入（dest.writeInt(mAge);）与读取（gril.mAge = in.readInt();）都是针对Parcel对象进行的操作，下面贴出的是Parcle 读写int类型数据的定义。

public final class Parcel {    ......        /**     * Write an integer value into the parcel at the current dataPosition(),     * growing dataCapacity() if needed.     */    public final native void writeInt(int val);    /**     * Read an integer value from the parcel at the current dataPosition().     */    public final native int readInt();         ......}

从上面代码可以看出都是native方法说明都是使用JNI，其具体位置在system/frameworks/base/core/jni/android_util_Binder.cpp ，以下也仅以int类型读写为例

static void android_os_Parcel_writeInt(JNIEnv* env, jobject clazz, jint val){    Parcel* parcel = parcelForJavaObject(env, clazz);    if (parcel != NULL) {        const status_t err = parcel->writeInt32(val);        if (err != NO_ERROR) {            jniThrowException(env, "java/lang/OutOfMemoryError", NULL);        }    }}static jint android_os_Parcel_readInt(JNIEnv* env, jobject clazz){    Parcel* parcel = parcelForJavaObject(env, clazz);    if (parcel != NULL) {        return parcel->readInt32();    }    return 0;}

从上面可以看出都会调用Parcel实现且分别调用writeInt32与readInt32函数，接着来看看具体实现。位置：/system/frameworks/base/libs/binder/Parcel.cpp

status_t Parcel::writeInt32(int32_t val){    return writeAligned(val);}template<class T>status_t Parcel::writeAligned(T val) {    COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE(sizeof(T)) == sizeof(T));    if ((mDataPos+sizeof(val)) <= mDataCapacity) {restart_write:        *reinterpret_cast<T*>(mData+mDataPos) = val;        return finishWrite(sizeof(val));    }    status_t err = growData(sizeof(val));    if (err == NO_ERROR) goto restart_write;    return err;}status_t Parcel::readInt32(int32_t *pArg) const{    return readAligned(pArg);}template<class T>status_t Parcel::readAligned(T *pArg) const {    COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE(sizeof(T)) == sizeof(T));    if ((mDataPos+sizeof(T)) <= mDataSize) {        const void* data = mData+mDataPos;        mDataPos += sizeof(T);        *pArg =  *reinterpret_cast<const T*>(data);        return NO_ERROR;    } else {        return NOT_ENOUGH_DATA;    }}

以下4点摘自《探索Android中的Parcel机制（上）》
有兴趣的朋友可以自己读一下，不难理解，这里把基本的思路总结一下：
1. 整个读写全是在内存中进行，主要是通过malloc()、realloc()、memcpy()等内存操作进行，所以效率比JAVA序列化中使用外部存储器会高很多；
2. 读写时是4字节对齐的，可以看到#define PAD_SIZE(s) (((s)+3)&~3)这句宏定义就是在做这件事情；
3. 如果预分配的空间不够时newSize = ((mDataSize+len)*3)/2;会一次多分配50%；

4. 对于普通数据，使用的是mData内存地址，对于IBinder类型的数据以及FileDescriptor使用的是mObjects内存地址。后者是通过flatten_binder()和unflatten_binder()实现的，目的是反序列化时读出的对象就是原对象而不用重新new一个新对象。

七、序列化反序列化Parcelable实验？

1. 任何实体类都需要复写Parcelable接口吗？
2. 如果子类新增属性，需要复写父类writeToParcel与CREATOR吗？
3. writeToParcel 与 createFromParcel 对变量的读写前后顺序可以不一致吗，会出现什么结果？
4. 读写Parcelable对象（写操作dest.writeParcelable(obj, flags);  读操作in.readParcelable(ObjectA.class.getClassLoader()); ）
5. 读写Parcelable对象数组

dest.writeParcelableArray(mClassNameList.toArray(new ClassName[mClassNameList.size()]), flags);Parcelable[] parcelableArr = in.readParcelableArray(ClassName.class.getClassLoader());ArrayList<ClassName> arrayList = new ArrayList<ClassName>();for (Parcelable object : parcelableArr) {     arrayList.add((ClassName)object);}

八、自己实现序列与反序列化机制

《C 语言的数据序列化 （C语言实现序列化机制的思路）》

九、参考资料

《探索Android中的Parcel机制（上）》
《探索Android中的Parcel机制（下）》

《Android中的Parcel是什么》
《Android开发：什么是Parcel(2)》


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