关于对象序列化

在开发Android应用时，我们经常需要将数据进行持久化。对于少量的数据，Android提供了轻量的，以XML格式文件保存的SharedPreferences工具。对于大量的，且需要进行增删改查操作的数据，Android则提供了SQLite数据库。有时，我们希望对内存里的某些结构体数据（比如某个类的实例、ArrayList等）进行持久化，这时，使用SharedPreferences则过于繁琐，而使用数据库则太“大材小用”，其实我们可以直接将其序列化到磁盘上，等到要用时再反序列化。如下面的demo，我们将size为1000的ArrayList<Data>用ObjectOutputStream序列化到磁盘（作为demo，为了简单，直接将IO操作放到主线程，下同）：

public class MainActivity extends Activity {public static class Data implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;public String str1 = "aa";public String str2 = "bb";public String str3 = "cc";public int int1 = 1;public int int2 = 2;public int int3 = 3;public long long1 = 1L;public long long2 = 2L;public long long3 = 3L;public InnerStruct is = new InnerStruct();}public static class InnerStruct implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;public float f = 1.0f;}@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);FileOutputStream fos = null;ObjectOutputStream oos = null;try {fos = new FileOutputStream(getApplication().getFilesDir().getAbsolutePath() + "/test.bin");oos = new ObjectOutputStream(fos);ArrayList<Data> data = new ArrayList<Data>();for (int i = 0; i < 1000; i++) {data.add(new Data());}oos.writeObject(data);} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (oos != null) {try {oos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

运行程序，我们可以看到test.bin文件被正确地写到了/data/data/com.example.iotest/files目录下，大小为67313字节：

但是，这是新手的写法，稍微有点经验的程序员看到这些代码都会指出其IO性能问题：写文件次数过多！是吗？我们来看一下到底写了多少次文件：

这是用Traceview工具获取的数据，在解释这个数据之前，我们需要先从源码层面了解ObjectOutputStream在序列化对象时都干了哪些事情。ObjectOutputStream的主要功能是将复杂的对象进行拆解，真正写文件是由FileOutputStream的write(byte[] buffer, int byteOffset, int byteCount)方法进行，之后的调用路径如下图所示：

我们可以看到JAVA层的最后一个方法是libcore.io.Posix的writeBytes(FileDescriptor fd, Object buffer, int offset, int byteCount)，之后就通过JNI调用了native的方法。libcore.io.Posix对应的C++文件是libcore_io_Posix.cpp(源码：http://androidxref.com/4.0.4/xref/libcore/luni/src/main/native/libcore_io_Posix.cpp#)，writeBytes对应的C++方法是Posix_writeBytes(JNIEnv* env, jobject, jobject javaFd, jbyteArray javaBytes, jint byteOffset, jint byteCount)，如下图所示：

在Posix_writeBytes方法里最后调用了GNU的libc库函数write (int filedes, const void *buffer, size_t size)，这里是操作系统层面写文件的地方。

我们回过头来看看Traceview的数据，就可以发现写文件的次数达到了惊人的19052次！
那么我们应该怎样写才会减少写文件的次数呢？答案是用BufferedOutputStream做缓存，再批量写入文件，如下所示：

public class MainActivity extends Activity {public static class Data implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;public String str1 = "aa";public String str2 = "bb";public String str3 = "cc";public int int1 = 1;public int int2 = 2;public int int3 = 3;public long long1 = 1L;public long long2 = 2L;public long long3 = 3L;public InnerStruct is = new InnerStruct();}public static class InnerStruct implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;public float f = 1.0f;}@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);FileOutputStream fos = null;BufferedOutputStream bos = null;ObjectOutputStream oos = null;try {fos = new FileOutputStream(getApplication().getFilesDir().getAbsolutePath() + "/test.bin");bos = new BufferedOutputStream(fos);oos = new ObjectOutputStream(bos);ArrayList<Data> data = new ArrayList<Data>();for (int i = 0; i < 1000; i++) {data.add(new Data());}oos.writeObject(data);oos.flush();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (oos != null) {try {oos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (bos != null) {try {bos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

这个写法写文件的次数是多少呢？我们用Traceview来看一下：

现在就只有9次了。

我们可以对比一下这两种方法写文件的耗时，无缓存的方法和有缓存的方法各执行10次（单位：ms）：

无缓存600456466483473525456470531490有缓存9812611613310010512211779132

无缓存方法执行的平均时间为：495ms，有缓存方法执行的平均时间为：112.8ms，时间减少77.2%。

BufferedOutputStream其实很简单，内部的数据结构就是一个byte数组，一个int的计数器：

其默认的buffer大小为8K：

当写文件时，如果buffer已经装不下了，就先将buffer里的数据写入文件，如果可以装下，则将数据先暂时放到buffer里：