引言

數(shù)據(jù)序列化

數(shù)據(jù)序列化的行為可能發(fā)生在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中的任何階段撼短，例如網(wǎng)絡(luò)傳輸靶擦，不同進(jìn)程間數(shù)據(jù)傳遞腮考，不同類之間的參數(shù)傳遞，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到磁盤上等等玄捕。通常情況下踩蔚，我們會(huì)把那些需要序列化的類實(shí)現(xiàn)Serializable接口(如下圖所示)，但是這種傳統(tǒng)的做法效率不高枚粘，實(shí)施的過(guò)程會(huì)消耗更多的內(nèi)存馅闽。
如果使用GSON庫(kù)來(lái)處理這個(gè)序列化的問(wèn)題，不僅僅執(zhí)行速度更快馍迄，內(nèi)存的使用效率也更高福也。Android的XML布局文件會(huì)在編譯的階段被轉(zhuǎn)換成更加復(fù)雜的格式，具備更加高效的執(zhí)行性能與更高的內(nèi)存使用效率

Json 和FlatBuffer的對(duì)比

json 數(shù)據(jù)的序列化和反序列化：基于字符串的
FlatBuffer:基于二進(jìn)制的文件攀圈。

json傳輸?shù)倪^(guò)程解析.png

FlatBuffers的有點(diǎn)

FlatBuffers是一個(gè)開源的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)序列化庫(kù)阻课，可以應(yīng)用到幾乎任何語(yǔ)言（C++, C#, Go, Java, JavaScript, PHP, Python），最開始是 Google 為游戲或者其他對(duì)性能要求很高的應(yīng)用開發(fā)的软吐。項(xiàng)目地址在 GitHub 上呛梆。官方的文檔在 這里。

FlatBuffer 相對(duì)于其他序列化技術(shù)犬辰，例如 XML嗦篱，JSON，Protocol Buffers 等幌缝，有哪些優(yōu)勢(shì)呢灸促？官方文檔的說(shuō)法如下：

1. 直接讀取序列化數(shù)據(jù)，而不需要解析（Parsing）或者解包（Unpacking）：FlatBuffer 把數(shù)據(jù)層級(jí)結(jié)構(gòu)保存在一個(gè)扁平化的二進(jìn)制緩存（一維數(shù)組）中涵卵，同時(shí)能夠保持直接獲取里面的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)浴栽，而不需要解析，并且還能保證數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化的前后向兼容缘厢。
2. 高效的內(nèi)存使用和速度：FlatBuffer 使用過(guò)程中吃度，不需要額外的內(nèi)存，幾乎接近原始數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的大小贴硫。
3. 靈活：數(shù)據(jù)能夠前后向兼容椿每，并且能夠靈活控制你的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)伊者。
4. 很少的代碼侵入性：使用少量的自動(dòng)生成的代碼即可實(shí)現(xiàn)。
5. 強(qiáng)數(shù)據(jù)類性间护，易于使用亦渗，跨平臺(tái)，幾乎語(yǔ)言無(wú)關(guān)汁尺。

在做 Android 開發(fā)的時(shí)候法精，JSON 是最常用的數(shù)據(jù)序列化技術(shù)。我們知道痴突，JSON 的可讀性很強(qiáng)搂蜓，但是序列化和反序列化性能卻是最差的。解析的時(shí)候辽装，JSON 解析器首先帮碰，需要在內(nèi)存中初始化一個(gè)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這個(gè)事件經(jīng)常會(huì)消耗 100ms ~ 200ms²拾积；解析過(guò)程中殉挽，要產(chǎn)生大量的臨時(shí)變量，造成 Java 虛擬機(jī)的 GC 和內(nèi)存抖動(dòng)拓巧，解析 20KB 的數(shù)據(jù)斯碌，大概會(huì)消耗 100KB 的臨時(shí)內(nèi)存²。FlatBuffers 就解決了這些問(wèn)題 肛度。

FlatBuffers使用方法

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)傻唾，F(xiàn)latBuffers 的使用方法是，首先按照使用特定的 IDL 定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) schema贤斜，然后使用編譯工具 flatc 編譯 schema 生成對(duì)應(yīng)的代碼策吠，把生成的代碼應(yīng)用到工程中即可逛裤。下面詳細(xì)介紹每一步瘩绒。
1.首先，我們需要得到 flatc带族，這個(gè)需要從源碼編輯得到锁荔。從 GitHub 上 Clone 代碼，
$ git clone https://github.com/google/flatbuffers

2.編寫 Schema 的詳細(xì)文檔在這里蝙砌。其語(yǔ)法和 C 語(yǔ)言類似阳堕，比較容易上手。
例如：

class Person {  
    String name;
    int friendshipStatus;
    Person spouse;
    List<Person>friends;
}

編寫成 Schema 如下择克，文件名為 Person.fbs：

namespace com.race604.fbs;

enum FriendshipStatus: int {Friend = 1, NotFriend}

table Person {  
  name: string;
  friendshipStatus: FriendshipStatus = Friend;
  spouse: Person;
  friends: [Person];
}

root_type Person;  

3.使用 flatc 可以把 Schema 編譯成多種編程語(yǔ)言恬总，我們僅僅討論 Android 平臺(tái)，所以把 Schema 編譯成 Java肚邢，找到flatc.exe執(zhí)行命令如下

$ ./flatc –j -b Person.fbs

在當(dāng)前目錄生成如下文件：

└── com
    └── race604
        └── fbs
            ├── FriendshipStatus.java
            └── Person.java

4.下面我們來(lái)構(gòu)建一個(gè) Person 對(duì)象

private ByteBuffer createPerson() {
FlatBufferBuilder builder = new FlatBufferBuilder(0);
    int spouseName = builder.createString("Mary");
    int spouse = Person.createPerson(builder, spouseName, FriendshipStatus.Friend, 0, 0);

    int friendDave = Person.createPerson(builder, builder.createString("Dave"),
            FriendshipStatus.Friend, 0, 0);
    int friendTom = Person.createPerson(builder, builder.createString("Tom"),
            FriendshipStatus.Friend, 0, 0);

    int name = builder.createString("John");
    int[] friendsArr = new int[]{ friendDave, friendTom };
    int friends = Person.createFriendsVector(builder, friendsArr);

    Person.startPerson(builder);
    Person.addName(builder, name);
    Person.addSpouse(builder, spouse);
    Person.addFriends(builder, friends);
    Person.addFriendshipStatus(builder, FriendshipStatus.NotFriend);

    int john = Person.endPerson(builder);
    builder.finish(john);

    return builder.dataBuffer();
}

基本原理

如官方文檔的介紹壹堰，FlatBuffers 就像它的名字所表示的一樣拭卿，就是把結(jié)構(gòu)化的對(duì)象，用一個(gè)扁平化（Flat）的緩沖區(qū)保存贱纠，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是把內(nèi)存對(duì)象數(shù)據(jù)峻厚，保存在一個(gè)一維的數(shù)組中。

image.png

使用建議

通過(guò)前面的體驗(yàn)钠绍，F(xiàn)latBuffers 幾乎秒殺了 JSON
下面說(shuō)說(shuō) FlatBuffers 的幾點(diǎn)缺點(diǎn)：

1. FlatBuffers 需要生成代碼，對(duì)代碼有侵入性花沉；
2. 數(shù)據(jù)序列化沒(méi)有可讀性柳爽，不方便 Debug纳寂；
3. 構(gòu)建 FlatBuffers 對(duì)象比較麻煩，不直觀泻拦，特別是如果對(duì)象比較復(fù)雜情況下需要寫大段的代碼毙芜；
4. 數(shù)據(jù)的所有內(nèi)容需要使用 Schema 嚴(yán)格定義，靈活性不如 JSON争拐。
   所以腋粥，在什么情況下選擇使用 FlatBuffers 呢？個(gè)人感覺(jué)需要滿足以下幾點(diǎn)：
5. 項(xiàng)目中有大量數(shù)據(jù)傳輸和解析架曹，使用 JSON 成為了性能瓶頸隘冲；
6. 穩(wěn)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。