Serializable và Deserializable trong Java-Parcelable & Serializable trong Android

http://thachleblog.com/serializable-va-deserializable-trong-java/
https://viblo.asia/p/parcelable-serializable-trong-android-KE7bGonKM5e2

Định nghĩa

– Serializable là kỹ thuật dùng để convert object thành dạng byte tream (mảng byte) để có thể lưu xuống file hoặc truyền qua mạng.
– Deserilizable sẽ đọc byte stream của object và sau đó convert ngược lại thành object.
Nôm na cho dễ hiểu thì nếu bạn có một cái máy mà khi bạn đưa vào một con bò, nó sẽ cho ra các cây xúc xích, và khi bạn đưa vào cây xúc xích, nó sẽ chuyển đổi các cây xúc xích lại thành lại con bò. Thì con bò chính là object, và Serializable chính là cái máy làm con bò thành xúc xích và Deserializable là cái máy chuyển đổi cây xúc xích thành con bò (đùa chút thôi, mình thích câu truyện cười đó, chứ không có cái máy nào mà đưa vào cây xúc xích mà nó “De” thành con bò đâu, haha).

Tại sao phải Serializable và Deserializable

Đơn giản là để dễ dàng hơn trong việc lưu trữ và xử lý object. Trước kia mình đã từng làm game, khi lưu trữ đối tượng game, mình sẽ lưu từng thuộc tính của nhân vật như máu, đạn… thành từng cột trong file. Khi load game, mình sẽ phải quan tâm đến từng cột data để load cho đúng, trong trường hợp nhân vật của mình có đạn, máu cũng là các object thì sẽ rất rắc rối. Serializable và Deserializable sẽ giúp việc lưu trữ và đọc object trở nên dễ dàng hơn, mình sẽ không cần quan tâm đến các thuộc tính của đối tượng và tổ chức để lưu trữ nữa.

Ngoài ra mình nghĩ việc lưu trữ bằng kỹ thuật Serializable còn có khả năng bảo mật (hồi nhỏ chơi game, mình đã có ý định vào file lưu trữ nhân vật để “hack” mà thất bại vì không đọc được file lưu, rất có thể người ta lưu trữ bằng cơ chế Serializable này, cái này phải hỏi các cao thủ làm game mới biết được, hehe)

Hình minh họa cơ chế Serializable và Deserializable (nguồn internet)

Làm thế nào để implement Serializable?

Để implement Serializable thì object cần implement interface Serializable để “có khả năng” Serializable (xem thêm về interface và abstract class tại đây)
Cơ chế Serializable và Deserializable được thực hiện thông qua:
– ObjectOutputStream.writeObject() – serialize object và write
– ObjectInputStream.readObject() – deserialize object and read

Ví dụ
Class User: implement interface Serializable

Source code
   





package thach.le;


import java.io.Serializable;


public class User implements Serializable {


private static final long serialVersionUID = 3188831936676695845L;


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;


}


}

Class SerializationUtil sử dụng ObjectInputStream và ObjectOutputStream để Serializable và Deserializable object User

Source code
   





package thach.le;


import java.io.BufferedInputStream;


import java.io.BufferedOutputStream;


import java.io.FileInputStream;


import java.io.FileOutputStream;


import java.io.IOException;


import java.io.ObjectInputStream;


import java.io.ObjectOutputStream;


public class SerializationUtil {


public static Object deserialize(String fileName) throws IOException, ClassNotFoundException {


FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);


BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);


ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);


Object obj = ois.readObject();


ois.close();


return obj;


}


/**


  * serialize the given object and save it to given file


  */


public static void serialize(Object obj, String fileName) throws IOException {


FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fileName);


BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);


ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);


oos.writeObject(obj);


oos.close();


}


}

Class SerializableTest: dùng để test 

Source code
   





package thach.le;


import java.io.IOException;


public class SerializableTest {


public static void main(String[] args) {


User user = new User();


user.setUserName("thachlp");


user.setPassword("thachlp");


try {


/**


    * Serializing the object


    */


SerializationUtil.serialize(user, "serialization.txt");





/**


    * Deserializing the object


    */


User newUser = (User) SerializationUtil.deserialize("serialization.txt");


System.out.println("User name: " + newUser.getUserName());


System.out.println("Password: " + newUser.getPassword());





} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {


e.printStackTrace();


}


}


}

Kết quả

Sau khi object được serialize và lưu xuống file:

Source code
   





’ sr 


thach.le.User,AÀR % L passwordt Ljava/lang/String;L userNameq ~ xpt thachlpq ~

Sau khi đọc file và deserialize object

Source code
   





User name: thachlp


Password: thachlp

Lưu ý

Trong class User mình có khai báo serialVersionUID bằng final, static, long, vậy:

SerialVersionUID là gì?

– SerialVersionUID là giá trị dùng để định nghĩa thứ tự data của object khi serialize thành byte stream, chúng ta chỉ deserialize object chỉ khi SerialVersionUID của class đúng với SerialVersionUID của instance được lưu trữ.

Không định nghĩa SerialVersionUID thì sao?

• Cơ chế của Serializable sẽ tự động tạo SerialVersionUID trong quá trình runtime dựa vào các thuộc tính của class, nếu chúng ta không định nghĩa SerialVersionUID và lưu trữ object. Sau đó nếu chúng ta có một vài thay đổi của class và cơ chế của Serializable sẽ tạo ra một SerialVersionUID khác với SerialVersionUID  của instance đang được lưu trữ, chúng ta sẽ gặp lỗi InvalidClassException khi deserialize object (xem thêm về exception tại đây). Do đó phải luôn luôn nhớ định nghĩa SerialVersionUID cho class khi implement Serializable.
• Cài đặt warning mặc định của eclipse sẽ cảnh báo “The Serializable class User does not declare a static final SerialVersionUID field of type long” khi chúng ta không định nghĩa SerialVersionUID và suggest chúng ta tạo SerialVersionUID.
  Thực chất SerialVersionUID được tạo ra bởi serialver tool nằm trong thư mục bin cài đặt Java (Tham khảo thêm về serialver tool tại đây)

Hình minh họa tạo SerialVersionUID bằng serialver tool

Từ khóa transent

Từ khóa transent được dùng để định nghĩa thuộc tính khi ta muốn thuộc tính đó không cần được Serializable.

Vừa rồi là phần trình bày của mình về Serializable và Deserializable. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của tất cả các bạn. Hẹn gặp lại các bạn ở các bài viết sau.

Link tải source code: https://github.com/thachlp/SerializableDemo

I. Serializable trong Java

1. Giới thiệu Serializable

Java cung cấp một cơ chế, được gọi là đối tuợng tuần tự (object serialization) nơi mà các đối tuợng đuợc biểu diễn như một chuỗi các bytes đuợc sắp xếp tuần tự bao gồm dữ liệu của đối tượng cũng như thông tin về kiểu của đối tượng và kiểu dữ liệu đựoc lưu trữ trong đối tượng. Sau khi một đối tuợng đã được ghi và lưu trữ xuống thành file (tệp tin), nó có thể đọc từ tập tin và tái tạo lại đối tượng từ tập tin đã lưu trữ theo đúng trình tự đã được nạp trong quá trình tuần tự hóa, đây là quá trình giải tuần tự hóa (deserialized).

Nói dễ hiểu hơn Serialization là quá trình chuyển các cấu trúc dữ liệu và các đối tượng thành một định dạng có thể lưu trữ được (vào file, in-memory buffer, hoặc truyền qua network), sau đó có thể phục hồi lại các cấu trúc dữ liệu và đối tượng như ban đầu, trên cùng hoặc khác môi trường.

Để 1 đối tượng được áp dụng cơ chế tuần tự hóa trong Java, đối tuợng đó phải được cài đặt interface java.io.Serialiable và cả trong các đối tượng con của đối tuợng này.
Đây là một giao diện trống, không có method nào cần cài đặt.

Thông thường thuật toán Serialization sẽ thực hiện các công việc sau:

• Ghi xuống các siêu dữ liệu (metadata) về class (ví dụ như tên của class, version của class, tổng số các field của class,….) , của đối tượng đó.
• Ghi đệ quy các thông tin chi tiết của các lớp cha cho tới khi nó gặp class Object.
• Sau khi hoàn tất việc ghi các siêu dữ liệu, tiến trình sẽ bắt đầu ghi các dữ liệu thật sự của các đối tượng

Tuần tự hóa có ba mục đích chính sau

• Cơ chế ổn định: Nếu luồng được sử dụng là FileOuputStream, thì dữ liệu sẽ được tự động ghi vào tệp.
• Cơ chế sao chép: Nếu luồng được sử dụng là ByteArrayObjectOuput, thì dữ liệu sẽ được ghi vào một mảng byte trong bộ nhớ. Mảng byte này sau đó có thể được sử dụng để tạo ra các bản sao của các đối tượng ban đầu.
• Nếu luồng đang được sử dụng xuất phát từ một Socket thì dữ liệu sẽ được tự động gửi đi tới Socket nhận, khi đó một chương trình khác sẽ quyết định phải làm gì đối với dữ liệu nhận được.

_Một điều quan trọng khác cần chú ý là việc sử dụng tuần tự hóa độc lập với thuật toán tuần tự hóa. _

2. Tại sao lại cần đến Serialization?

• Một hệ thống enterprise điển hình thường có các thành phần nằm phân tán rải rác trên các hệ thống và mạng khác nhau. Trong Java mọi thứ đều được miêu tả như là một object. Nếu 2 thành phần Java cần liên lạc với nhau, ta cần phải có một cơ chế để chúng trao đổi dữ liệu. Serialization được định nghĩa cho mục đích này, và các thành phần Java sẽ sử dụng giao thức (protocol) này để truyền các object qua lại với nhau.
• Có thể dùng trao đối dữ liệu giữa 2 hệ thông khác nhau sử dụng thuật tóan tuần tự hóa mà không phụ thuộc vào nền tảng giữa chúng.

II, Parcelable:

1. Giới thiệu

Theo các kỹ sư google, sử dụng đối tượng được cài đặt Parcelable sẽ chạy nhanh hơn đáng kể so với việc sử dụng Serializable. Một trong những lý do cho việc này là lớp này đuợc sử dụng rõ ràng về quá trình tuần tự thay vì sử dụng sự ánh xạ (reflection) để suy ra nó do đó mã đã được tối ưu hóa và tạo ra ít đối tuợng rác hơn cho mục đích này.

Tuy nhiên, việc thực hiện Parcelable không nhanh chóng và đơn giản như triển khai Serialization, phải triển khai một số lượng mã đáng kể để phục vụ cho điều này.

**2. Triển khai **

Parcelable thường được sử dụng để gửi dữ liệu (dạng Object) giữa các activity với nhau thông qua Bunble gửi cùng Intent. Để làm điều này 1 đối tượng phải được cài đặt
giao diện Parcelable và ghi đè phương thức writeToParcel() trong lớp đó. Trong phương thức này triển khai ghi tất cả dữ liệu có trong lớp tới Parcel, tiếp theo triển khai một đối tuợng static final Parcelable.Creator để giải tuần tự tái tạo lại Java Object.
Ví dụ:

 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();
     }
 }

Sau đó đưa đối tượng sau khi được đổ dữ liệu vào Bundle để truyền theo Intent tới Activity khác.

MyParcelable obj = new MyParcelable("Your Data to Constructor");
Bundle b = new Bundle();
b.putParcelable("ParcelKey", obj);
Intent i = new Intent(mContext, TargetActivity.class);
i.putExtras(b);
mContext.startActivity(i);

Để nhận về đối tượng vừa được gửi đi, bên Activity đích triển khai mã sau:

Bundle b = getIntent().getExtras();
MyParcelable obj = (MyParcelable) b. getParcelable("ParcelKey");

III. So sánh tốc giữa Serializable và Parcelable

Phương pháp chung dùng để test: Đều sử dụng cùng 1 đối tượng nhưng triển khai cài đặt 2 lớp giao diện Serializable và Parcelable. Sau đó đối tượng được gửi qua Activity khác thông qua Bundle được gửi kèm Intent. Cuối cùng tính thời gian mà Activity đích nhận được đối tượng sau khi triển khai 2 giao diện.

Chú ý: Thời gian thực hiện càng ngắn nghĩa là tốc độ càng nhanh

• Theo trang Developerphil:

Nexus 10
Serializable: 1.0004ms, Parcelable: 0.0850ms - 10.16x improvement.

Nexus 4
Serializable: 1.8539ms - Parcelable: 0.1824ms - 11.80x improvement.

Desire Z
Serializable: 5.1224ms - Parcelable: 0.2938ms - 17.36x improvement.

• Theo trang 3pillarglobal.com:

IV. Ưu nhược điểm

+ Serializable:

Ưu điểm:

• Cực kì dễ triển khai, ít yêu cầu kèm theo
• Có thể ghi đối tượng xuống dạng tệp tin để lưu trữ xuống ổ đĩa, và có thể đọc ở nhìu hệ thống khác nhau

Nhược điểm:

• Nó có tốc độ chậm, sinh ra nhiều đối tượng rác (garbage )
• Nó rất khó để bảo trì (maintain) nếu bạn thay đổi cấu trúc của class.

+ Parcelable:

Ưu điểm:

• Nó nhanh hơn Serializable
• Dễ dàng đánh phiên bản cho đối tượng
• Kiểm soát được dữ liệu tuần tự

Nhược điểm:

• Nó phụ thuộc vào nên tảng
• Không thể lưu trữ xuống ổ đĩa (no disk cache)
• Tốn nhiều mã nguồn để triển khai

V. Kết luận

Hai giao diện đều có ưu và nhược điểm riêng, phụ thuộc vào bài toán được yêu cầu chúng ta sẽ sử dụng chúng 1 cách hợp lý.

Giải pháp của tôi kết hợp Parcelable và Serializable độc đáo với nhau để bạn có được tốc độ của Parcelable khi truyền dữ liệu giữa các activity và sự tiện lợi của Serializable khi lưu vào đĩa (kèm một vài tối ưu để làm Serializable nhanh hơn) hoặc khi truyền dữ liệu thông qua các các giao thức mạng.