• Android高级架构进阶之数据传输与序列化

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    本篇文章将从以下几个内容来阐述数据传输与序列化:

    • [Serializable原理]
    • [Parcelable的原理和使用方法]
    • [json]

    一、Serializable原理

    • 1.概念
      • 序列化：把Java对象转换为字节序列的过程。
      • 反序列化：把字节序列恢复为Java对象的过程。
    • 2.用途 对象的序列化主要有两种用途：
      • 1）把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中。
      • 2）在网络上传送对象的字节序列。
    • 所谓的Serializable,就是java提供的通用数据保存和读取的接口。至于从什么地方读出来和保存到哪里去都被隐藏在函数参数的背后了。这样子，任何类型只要实现了Serializable接口，就可以被保存到文件中，或者作为数据流通过网络发送到别的地方。也可以用管道来传输到系统的其他程序中。这样子极大的简化了类的设计。只要设计一个保存一个读取功能就能解决上面说得所有问题。
    • java的"对象序列化"能让你将一个实现了Serializable接口的对象转换成一组byte，这样日后要用这个对象时候，你就能把这些byte数据恢复出来，并据此重新构建那个对象了。
    • 工作流当中流程变量的几种数据类型:string、integer、short、long、double、boolean、date、binary、serializable，这就是为什么要将javabean实现序列化的原因，因为你将对象设置到流程变量中必须要实现序列化，否则会在设置流程变量的时候报错找不到该类型。
    • java对象序列化机制就是把内存中的Java对象（User之类的JavaBean）转换成二进制流。java对象序列化后可以很方便的存储或者在网络中传输。
    • Java的序列化机制是通过运行时判断类的序列化ID（serialVersionUID）来判定版本的一致性。
    • 在反序列化时，java虚拟机会通过二进制流中的serialVersionUID与本地的对应的实体类进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，正确获得信息，否则抛出序列化版本不一致的异常。
    • 所以涉及到数据传输或者存储的类，严格意义上来说都要加上序列化ID，这也是一种良好的编程习惯。

    二、Parcelable的原理和使用方法

    2.1 Android源码中的Parcelable

    /**
     * Interface for classes whose instances can be written to
   * and restored from a {@link Parcel}.  Classes implementing the Parcelable
 * interface must also have a non-null static field called <code>CREATOR</code>
 * of a type that implements the {@link Parcelable.Creator} interface.
 * 
 * <p>A typical implementation of Parcelable is:</p>
 * 
 * <pre>
 * public class MyParcelable implements Parcelable {
 *     private int mData;
 *
 *       public int describeContents() {
 *         return 0;
 *     }
 *
 *     public void writeToParcel(Parcel out, int flags) {
 *         out.writeInt(mData);
 *     }
 *
 *     public static final Parcelable.Creator<MyParcelable> CREATOR
 *             = new Parcelable.Creator<MyParcelable>() {
 *         public MyParcelable createFromParcel(Parcel in) {
 *             return new MyParcelable(in);
 *         }
 *
 *         public MyParcelable[] newArray(int size) {
 *             return new MyParcelable[size];
 *         }
 *     };
 *     
 *     private MyParcelable(Parcel in) {
 *         mData = in.readInt();
 *     }
 * }</pre>
 */

    通过源码中的介绍 可以知道,Parcelable接口的实现类是可以通过Parcel写入和恢复数据的,并且必须要有一个非空的静态变量 CREATOR,而且还给了一个例子,这样我们写起来就比较简单了,但是简单的使用并不是我们的最终目的,通过查看Android源码中Parcelable可以看出,Parcelable实现过程主要分为序列化,反序列化,描述三个过程,下面分别介绍下这三个过程。

    2.2 Parcel的简介

    在介绍之前我们需要先了解Parcel是什么?Parcel翻译过来是打包的意思,其实就是包装了我们需要传输的数据,然后在Binder中传输,也就是用于跨进程传输数据

    简单来说，Parcel提供了一套机制，可以将序列化之后的数据写入到一个共享内存中，其他进程通过Parcel可以从这块共享内存中读出字节流，并反序列化成对象,下图是这个过程的模型。

     
    4118241-89f05cac0ce4cc1e.png​
     

    Parcel可以包含原始数据类型（用各种对应的方法写入，比如writeInt(),writeFloat()等），可以包含Parcelable对象，它还包含了一个活动的IBinder对象的引用，这个引用导致另一端接收到一个指向这个IBinder的代理IBinder。
    Parcelable通过Parcel实现了read和write的方法,从而实现序列化和反序列化

    2.3 Parcelable中的三大过程介绍(序列化,反序列化,描述)

    2.3.1 什么是序列化

    序列化，表示将一个对象转换成可存储或可传输的状态。序列化后的对象可以在网络上进行传输，也可以存储到本地。

    到这里,基本上关系都理清了,也明白简单的介绍和原理了,接下来在实现Parcelable之前,介绍下实现Parcelable的三大流程 .
    [图片上传中...(image.png-73288d-1522235519935-0)]

    我先把代码贴出来

    public class Album implements Parcelable {

    /**
     * 负责反序列化
     */
    private static final Creator<Album> CREATOR = new Creator<Album>() {
        /**
         * 从序列化对象中，获取原始的对象
         * @param source
         * @return
         */
        @Override
        public Album createFromParcel(Parcel source) {
            return new Album(source);
        }

        /**
         * 创建指定长度的原始对象数组
         * @param size
         * @return
         */
        @Override
        public Album[] newArray(int size) {
            return new Album[0];
        }
    };

    private final String mId;
    private final String mCoverPath;
    private final String mDisplayName;
    private final long mCount;

    Album(String id, String coverPath, String displayName, long count) {
        mId = id;
        mCoverPath = coverPath;
        mDisplayName = displayName;
        mCount = count;
    }

    Album(Parcel source) {
        mId = source.readString();
        mCoverPath = source.readString();
        mDisplayName = source.readString();
        mCount = source.readLong();
    }

    /**
     * 描述
     * 返回的是内容的描述信息
     * 只针对一些特殊的需要描述信息的对象,需要返回1,其他情况返回0就可以
     *
     * @return
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    /**
     * 序列化
     *
     * @param dest
     * @param flags
     */
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(mId);
        dest.writeString(mCoverPath);
        dest.writeString(mDisplayName);
        dest.writeLong(mCount);
    }

    2.3.2 实现Parcelable的作用

    1）永久性保存对象，保存对象的字节序列到本地文件中；

    2）通过序列化对象在网络中传递对象；

    3）通过序列化在进程间传递对象。

    首先写一个类实现Parcelable接口,会让我们实现两个方法:

    • describeContents 描述
      其中describeContents就是负责文件描述.通过源码的描述可以看出,只针对一些特殊的需要描述信息的对象,需要返回1,其他情况返回0就可以

    • writeToParcel 序列化
      我们通过writeToParcel方法实现序列化,writeToParcel返回了Parcel,所以我们可以直接调用Parcel中的write方法,基本的write方法都有,对象和集合比较特殊下面单独讲,基本的数据类型除了boolean其他都有,Boolean可以使用int或byte存储

    我们将上面的Album对象实现序列化,Album对象包含四个字段。

    2.3.4 反序列化

    反序列化需要定义一个CREATOR的变量,上面也说了具体的做法,这里可以直接复制Android给的例子中的,也可以自己定义一个(名字千万不能改),通过匿名内部类实现Parcelable中的Creator的接口

    2.4 Parcelable的使用和实现

    根据上面三个过程的介绍,Parcelable就写完了,就可以直接在Intent中传输了,可以自己写两个Activity传输一下数据试一下,其中一个putExtra另一个getParcelableExtra即可。

    2.5 Parcelable中对象和集合的处理

    import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

import java.util.ArrayList;

/**
 * Created by fengxing on 2018/3/28.
 */

public class ParcelDemo implements Parcelable {

    private int count;
    private String name;
    private ArrayList<String> tags;
    private Book book;
    // ***** 注意: 这里如果是集合 ,一定要初始化 *****
    private ArrayList<Book> books = new ArrayList<>();

    /**
     * 序列化
     *
     * @param in
     */
    protected ParcelDemo(Parcel in) {
        count = in.readInt();
        name = in.readString();
        tags = in.createStringArrayList();

        // 读取对象需要提供一个类加载器去读取,因为写入的时候写入了类的相关信息
        book = in.readParcelable(Book.class.getClassLoader());

        //读取集合也分为两类,对应写入的两类

        //这一类需要用相应的类加载器去获取
        in.readList(books, Book.class.getClassLoader());// 对应writeList

        //这一类需要使用类的CREATOR去获取
        in.readTypedList(books, Book.CREATOR); //对应writeTypeList

        //books = in.createTypedArrayList(Book.CREATOR); //对应writeTypeList

        //这里获取类加载器主要有几种方式
        getClass().getClassLoader();
        Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Book.class.getClassLoader();

    }

    public static final Creator<ParcelDemo> CREATOR = new Creator<ParcelDemo>() {
        @Override
        public ParcelDemo createFromParcel(Parcel in) {
            return new ParcelDemo(in);
        }

        @Override
        public ParcelDemo[] newArray(int size) {
            return new ParcelDemo[size];
        }
    };

    /**
     * 描述
     *
     * @return
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    /**
     * 反序列化
     *
     * @param dest
     * @param flags
     */
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeInt(count);
        dest.writeString(name);
        //序列化一个String的集合
        dest.writeStringList(tags);
        // 序列化对象的时候传入要序列化的对象和一个flag,
        // 这里的flag几乎都是0,除非标识当前对象需要作为返回值返回,不能立即释放资源
        dest.writeParcelable(book, 0);

        // 序列化一个对象的集合有两种方式,以下两种方式都可以

        //这些方法们把类的信息和数据都写入Parcel，以使将来能使用合适的类装载器重新构造类的实例.所以效率不高
        dest.writeList(books);

        //这些方法不会写入类的信息，取而代之的是：读取时必须能知道数据属于哪个类并传入正确的Parcelable.Creator来创建对象
        // 而不是直接构造新对象。（更加高效的读写单个Parcelable对象的方法是：
        // 直接调用Parcelable.writeToParcel()和Parcelable.Creator.createFromParcel()）
        dest.writeTypedList(books);

    }
}

    Book类，需要先实现Parcelable,实现步骤就不贴出来了,和普通的对象一样,实现三个过程
    。

    import android.os.Parcel;
import android.os.Parcelable;

/**
 * Created by fengxing on 2018/3/28.
 */

public class Book implements Parcelable {

    protected Book(Parcel in) {
    }

    public static final Creator<Book> CREATOR = new Creator<Book>() {
        @Override
        public Book createFromParcel(Parcel in) {
            return new Book(in);
        }

        @Override
        public Book[] newArray(int size) {
            return new Book[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
    }
}

    写入和读取集合有两种方式,
    一种是写入类的相关信息,然后通过类加载器去读取, –> writeList | readList
    二是不用类相关信息,创建时传入相关类的CREATOR来创建 –> writeTypeList | readTypeList | createTypedArrayList
    第二种效率高一些
    一定要注意如果有集合定义的时候一定要初始化 like this –>
    public ArrayList<T> demo = new ArrayList<>();

    2.6 Parcelable和Serializable的区别和比较

    Parcelable和Serializable都是实现序列化并且都可以用于Intent间传递数据,Serializable是Java的实现方式,可能会频繁的IO操作,所以消耗比较大,但是实现方式简单 Parcelable是Android提供的方式,效率比较高,但是实现起来复杂一些 , 二者的选取规则是:内存序列化上选择Parcelable, 存储到设备或者网络传输上选择Serializable(当然Parcelable也可以但是稍显复杂)

    2.6.1 选择序列化方法的原则

    1）在使用内存的时候，Parcelable比Serializable性能高，所以推荐使用Parcelable。

    2）Serializable在序列化的时候会产生大量的临时变量，从而引起频繁的GC。

    3）Parcelable不能使用在要将数据存储在磁盘上的情况，因为Parcelable不能很好的保证数据的持续性在外界有变化的情况下。尽管Serializable效率低点，但此时还是建议使用Serializable 。

    三 json

    3.1 json

    一种数据传输格式,与开发语言无关,轻量级。
    一开始是javaScript的,但是后面比较流传,几乎所有语言都有相应的使用API。

    3.2 数据结构

    Object---对象
    　　使用花括号{}包含的键值对结构
    　　Key必须是String类型,value为任何基本类型或者数据结构(对象,或者数组)

    Array---数组
    　　使用中括号[]来起始,并用逗号,来分隔元素

    基本类型:
    　　　string number true false null
    例如:

    {
　　"name" :"王小二",
　　"age": 22,
　　"birthday" : "1990-12-1", 注意:json里没有Date这种时间的类型,所以用string;需要了解一下时间戳
　　"school" : "蓝翔",
　　"major": ["理发","挖掘机"],
　　"has_girlfriend":false,
　　"car": null,
　　"house": null,
　　"commont": "这是一个注释"
}
注意:
json中没有注释的写法,但是我们可以曲线救国

    {
    "id":"1",
    "author":{
        "id":"1506200043",
        "name":"kylin",
        "gender":1
    },
    "major":["理发","挖掘机"]
}

    java对json有支持,在使用的时候需要引入以下包:

    commons-beanutils.xxx.jar
    　　　　commons-collections.xxx.jar
    　　　　commons-lang.xxx.jar
    　　　　commons-logging.jar
    　　　　json-lib.xxx.jar
    　　　　ezmorph.xxx.jar

    JSON字符串的常用生成方式:----------从后端发送给前端的数据
    1.使用map来放key-value数据,然后转换成json对象--再转换成json字符串---再发送给前端

    //map(javaObject)--->jsonObject---->jsonStr ----前端
import net.sf.json.JSONObject;
public void jsonStrByMap(){

//构建map对象,并且把需要发送给前端的东西添加进入
Map<String,String> params=new HashMap<>();
params.put("status","200");
params.put("username","kylin");
params.put("password","123456");
params.put("sexy","male");
params.put("userID","15062");

//java对象变成json对象
JSONObject jsonObject=JSONObject.fromObject(params);

//json对象转换成json字符串
String jsonStr=jsonObject.toString();

System.out.println(jsonStr);
}

    2.使用javabean来构建json

    User.java
public class User {
　　private String username;
　　private String password;


public String getUsername() {
return username;
}

public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}

public String getPassword() {
return password;
}

public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}

}
//javabean---json对象---json字符串---->前端
public void jsonStrByJavaBean(){

//创建一个User对象
User user=new User();
user.setUsername("kylin");
user.setPassword("123456");

//java对象转换成json对象
JSONObject jsonObject=JSONObject.fromObject(user);

//json对象转换成json字符串
String jsonStr=jsonObject.toString();
System.out.println(jsonStr);
}

    从前端获取的数据------>转换成后端可以用的数据
    json字符串转换成java对象

    //前端传递过来的是json字符串,那么我们对这个字符串需要进行获取并且处理
//json字符串-----json对象------java对象
JSONObject jsonobject = JSONObject.fromObject(jsonStr);
User user=(User)JSONObject.toBean(jsonobject,User.class);
//然后就通过user对象来操作了
String username=user.getUsername();
String password=user.getPassword();

    json字符串转换成map对象

    JSONObject jsonobject = JSONObject.fromObject(jsonStr);
Map params=(Map) jsonObject;
//然后就可以通过map来操作了
//判断是否有username字段和username字段
if (params.containsKey("username")){
    System.out.println(params.get("username"));
}
if (params.containsKey("password")){
    System.out.println(params.get("password"));
}

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    参考：https://www.cnblogs.com/shan-kylin/p/9218680.html
    https://www.cnblogs.com/chenmingjun/p/9746310.html
    https://www.jianshu.com/p/df35baa91541
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