Android 序列化 Serializable与Parcelable

原创

李林LiLin

修改于 2020-09-22 17:56:09

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序列化与反序列化

先来了解一下什么是序列化与反序列化。

（1）序列化

由于存在于内存中的对象都是暂时的，无法长期驻存，为了把对象的状态保持下来，这时需要把对象写入到磁盘或者其他介质中，这个过程就叫做序列化。

总结一句就是：将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程。

（2）反序列化

反序列化是序列化的反向操作，也就是说，把已存在在磁盘或者其他介质中的对象，反序列化（读取）到内存中，以便后续操作，而这个过程就叫做反序列化。

总结一句就是：将序列化后的数据重新恢复成目标对象的过程（创建出与原对象完全相同的副本）。

（3）为什么要进行序列化

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。

Android实现序列化的两种方式

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。

public class User implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -2083503801443301445L;

    private int id;

    private String name;

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

如上述代码所示，User类实现的Serializable接口并声明了序列化标识serialVersionUID，该ID由编辑器生成，也可以自定义，如1L，5L，不过还是建议使用编辑器生成唯一标识符。

那么serialVersionUID有什么作用呢？

实际上我们不声明serialVersionUID也是可以的，因为在序列化过程中会自动生成一个serialVersionUID来标识序列化对象。既然如此，那我们还需不需要要指定呢？原因是serialVersionUID是用来辅助序列化和反序列化过程的，原则上序列化后的对象中serialVersionUID只有和当前类的serialVersionUID相同才能够正常被反序列化，也就是说序列化与反序列化的serialVersionUID必须相同才能够使序列化操作成功。

具体过程是这样的：序列化操作的时候系统会把当前类的serialVersionUID写入到序列化文件中，当反序列化时系统会去检测文件中的serialVersionUID，判断它是否与当前类的serialVersionUID一致，如果一致就说明序列化类的版本与当前类版本是一样的，可以反序列化成功，否则失败。报出如下UID错误：

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: com.zejian.test.Client; 
local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -2083503801443301445, 
local class serialVersionUID = -4083503801443301445

因此强烈建议指定serialVersionUID，这样的话即使微小的变化也不会导致crash的出现，如果不指定的话只要这个文件多一个空格，系统自动生成的UID就会截然不同的，反序列化也就会失败。

下面来看一个如何进行对象序列化和反序列化的列子：

public class Demo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 构造对象
        User user = new User();
        user.setId(1000);
        user.setName("韩梅梅");

        // 把对象序列化到文件
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("/serializable/user.txt"));
        oos.writeObject(user);
        oos.close();

        // 反序列化到内存
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("/serializable/user.txt"));
        User userBack = (User) ois.readObject();
        System.out.println("read serializable user:id=" + userBack.getId() + ", name=" + userBack.getName());
        ois.close();
    }
}

输出结果：

read serializable user:id=1000, name=韩梅梅

从代码可以看出只需要ObjectOutputStream和ObjectInputStream就可以实现对象的序列化和反序列化操作，通过流对象把user对象写到文件中，并在需要时恢复userBack对象，但是两者并不是同一个对象了，反序列化后的对象是新创建的。

这里有两点特别注意的点：

如果反序列类的成员变量的类型或者类名，发生了变化，那么即使serialVersionUID相同也无法正常反序列化成功。
其次是静态成员变量属于类不属于对象，不会参与序列化过程，使用transient关键字标记的成员变量也不参与序列化过程。

另外，系统的默认序列化过程是可以改变的，通过实现如下4个方法，即可以控制系统的默认序列化和反序列过程：

public class User implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -4083503801443301445L;

    private int id;

    private String name;

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 序列化时,首先系统会先调用writeReplace方法,在这个阶段,
     * 可以进行自己操作,将需要进行序列化的对象换成我们指定的对象.
     * 一般很少重写该方法
     */
    private Object writeReplace() throws ObjectStreamException {
        System.out.println("writeReplace invoked");
        return this;
    }
    /**
     * 接着系统将调用writeObject方法,来将对象中的属性一个个进行序列化,
     * 我们可以在这个方法中控制住哪些属性需要序列化.
     * 这里只序列化name属性
     */
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException {
        System.out.println("writeObject invoked");
        out.writeObject(this.name == null ? "默认值" : this.name);
    }

    /**
     * 反序列化时,系统会调用readObject方法,将我们刚刚在writeObject方法序列化好的属性,
     * 反序列化回来.然后通过readResolve方法,我们也可以指定系统返回给我们特定的对象
     * 可以不是writeReplace序列化时的对象,可以指定其他对象.
     */
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException,
            ClassNotFoundException {
        System.out.println("readObject invoked");
        this.name = (String) in.readObject();
        System.out.println("got name:" + name);
    }

    /**
     * 通过readResolve方法,我们也可以指定系统返回给我们特定的对象
     * 可以不是writeReplace序列化时的对象,可以指定其他对象.
     * 一般很少重写该方法
     */
    private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
        System.out.println("readResolve invoked");
        return this;
    }
}

通过上面的4个方法，我们就可以随意控制序列化的过程了，由于在大部分情况下我们都没必要重写这4个方法，因此这里我们也不过介绍了，只要知道有这么一回事就行。

实现Parcelable接口

由于Serializable在内存序列化上开销比较大，而内存资源属于android系统中的稀有资源（android系统分配给每个应用的内存开销都是有限的），为此android中提供了Parcelable接口来实现序列化操作，Parcelable的性能比Serializable好，在内存开销方面较小，所以在内存间数据传输时推荐使用Parcelable，如通过Intent在activity间传输数据，而Parcelable的缺点就使用起来比较麻烦，下面给出一个Parcelable接口的实现案例：

class User implements Parcelable {
    String name;
    int age;
    User friend;

    public User() {
    }

    /**
     * 当前对象的内容描述,一般返回0即可
     * @return
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    /**
     * 将当前对象写入序列化结构中
     * @param dest
     * @param flags
     */
    @Override
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(this.name);
        dest.writeInt(this.age);
        dest.writeParcelable(this.friend, flags);
    }

    /**
     * 从序列化后的对象中创建原始对象
     * @param in
     */
    protected User(Parcel in) {
        this.name = in.readString();
        this.age = in.readInt();
        this.friend = in.readParcelable(User.class.getClassLoader());
    }

    public static final Creator<User> CREATOR = new Creator<User>() {
        /**
         * 从序列化后的对象中创建原始对象
         * @param source
         * @return
         */
        @Override
        public User createFromParcel(Parcel source) {
            return new User(source);
        }

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

从上面代码可知，在序列化的过程中需要实现的功能有序列化和反序列以及内容描述。其中writeToParcel方法实现序列化功能，其内部是通过Parcel的一系列write方法来完成的，接着通过CREATOR内部对象来实现反序列化，其内部通过createFromParcel方法来创建序列化对象并通过newArray方法创建数组，最终利用Parcel的一系列read方法完成反序列化，最后由describeContents完成内容描述功能，该方法一般返回0，仅当对象中存在文件描述符时返回1。

这个过程需要我们自己来实现并且写的顺序和读的顺序必须一致。

Parcelable 与 Serializable 区别

(1)两者的实现差异

Serializable的实现，只需要实现Serializable接口即可。这只是给对象打了一个标记（UID），系统会自动将其序列化。而Parcelabel的实现，不仅需要实现Parcelabel接口，还需要在类中添加一个静态成员变量CREATOR，这个变量需要实现 Parcelable.Creator 接口，并实现读写的抽象方法。

(2)两者的设计初衷

Serializable的设计初衷是为了序列化对象到本地文件、数据库、网络流、RMI以便数据传输，当然这种传输可以是程序内的也可以是两个程序间的。而Android的Parcelable的设计初衷是由于Serializable效率过低，消耗大，而android中数据传递主要是在内存环境中（内存属于android中的稀有资源），因此Parcelable的出现为了满足数据在内存中低开销而且高效地传递问题。

(3)两者如何选择

Serializable使用IO读写存储在硬盘上。序列化过程使用了反射技术，并且期间产生临时对象，优点代码少，在将对象序列化到存储设置中或将对象序列化后通过网络传输时建议选择Serializable。
Parcelable是直接在内存中读写，我们知道内存的读写速度肯定优于硬盘读写速度，所以Parcelable序列化方式性能上要优于Serializable方式很多。所以Android应用程序在内存间数据传输时推荐使用Parcelable，如activity间传输数据和AIDL数据传递。大多数情况下使用Serializable也是没什么问题的，但是针对Android应用程序在内存间数据传输还是建议大家使用Parcelable方式实现序列化，毕竟性能好很多，其实也没多麻烦。
Parcelable也不是不可以在网络中传输，只不过实现和操作过程过于麻烦并且为了防止android版本不同而导致Parcelable可能不同的情况，因此在序列化到存储设备或者网络传输方面还是尽量选择Serializable接口。