1 简介
在Android组件间或者跨进程组件间要传递数据都是通过使用 Intent.putExtra() 或者 Bundle.putXXXExtra()方法进行，这些方法无法支持传递对象的引用，而只支持基本平台类型和实现了Serializable或者Parcelable接口的类对象。
Serializable接口我们在《Android序列化(一) 之 Serializable》中已经介绍过，它是Java提供的可将对象序列化成字节流进行文件持久化存储或网络传输，也可将字节流反序列化成新的对象。
Parcelable接口在android.os包中，实现它便能让对象支持Parcel。简单地理解就是实现Parcelable接口便能使一个自定义类在Android组件间传递具有序列化和反序列化的能力。
Parcel类也在android.os包中，它不是通用序列化机制，而是一种可通过IBinder高性能传输数据和对象的容器，或者说是它是Android里特殊序列化机制。Parcel内部采用共享内存的方式实现用户空间和内核空间的数据交换，本质是Native层的共享内存。
凡通过Parcel包装后的数据都可以通过在Binder进程间通信IPC中进行端和端的数据交互，一端将数据Parcel化后写入到一个共享内存中，另一端通过Parcel可以从这块共享内存中读出字节流还原成原来的数据。Parcel支持基础平台数据类型，也支持实现了Parcelable接口的对象，也支持一个活动的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。在Android里AIDL也用到了Parcel进行数据封装。
2 示例
public class Student implements Parcelable {
private int id;
private String name;
private boolean verified;
private Phone mainPhone;
private List<Phone> phones;
private Map<Integer, String> tags;
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;
}
public void setVerified(boolean verified) {
this.verified = verified;
}
public boolean isVerified() {
return verified;
}
public Phone getMainPhone() {
return mainPhone;
}
public void setMainPhone(Phone phone) {
this.mainPhone = phone;
}
public List<Phone> getPhones() {
return phones;
}
public void setPhones(List<Phone> phones) {
this.phones = phones;
}
public Map<Integer, String> getTags() {
return tags;
}
public void setTags(Map<Integer, String> tags) {
this.tags = tags;
}
public Student() {
}
private Student(Parcel in) {
id = in.readInt();
name = in.readString();
verified = in.readByte() == 1; // API level 29后可以直接使用 readBoolean 支持 Boolean类型
mainPhone = in.readParcelable(Phone.class.getClassLoader());
phones = in.readArrayList(Phone.class.getClassLoader());
// 另外一种方式读取List，需要List先初始化
// phones = new ArrayList<>();
// in.readList(phones, Phone.class.getClassLoader());
// 另外一种方式读取List，但是需要配合 write 时使用了 writeTypedList，这里才应该使用 createTypedArrayList 传入 CREATOR
// phones = in.createTypedArrayList(Phone.CREATOR);
// 另外一种方式读取List，但是需要配合 write 时使用了 writeTypedList，这里才应该使用 readTypedList 传入 CREATOR
// 而且需要List先初始化
// phones = new ArrayList<>();
// in.readTypedList(phones, Phone.CREATOR);
// 如果Map内是基本数据类型，传入的ClassLoader可为null，
// 如果key或value其中一个或两个都是同一个实现Parcelable的类，传入对应类的ClassLoader，
// 如果key和value两个是不同的类，传什么都不对
tags = in.readHashMap(null);
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeInt(id);
dest.writeString(name);
dest.writeByte((byte)(verified? 1: 0)); // API level 29后可以直接使用 writeBoolean 支持 Boolean类型
dest.writeParcelable(mainPhone, 0);
dest.writeList(phones);
// 另一种序列化方式，反序列化时需要使用 createTypedArrayList 或 readTypedList
// dest.writeTypedList(phones);
dest.writeMap(tags);
}
public static final Parcelable.Creator<Student> CREATOR = new Parcelable.Creator<Student>() {
public Student createFromParcel(Parcel in) {
return new Student(in);
}
public Student[] newArray(int size) {
return new Student[size];
}
};
static class Phone implements Parcelable {
private String number;
private String type;
public String getNumber() {
return number;
}
public void setNumber(String number) {
this.number = number;
}
public String getType() {
return type;
}
public void setType(String type) {
this.type = type;
}
public Phone() {
}
private Phone(Parcel in) {
number = in.readString();
type = in.readString();
}
@Override
public int describeContents() {
return 0;
}
@Override
public void writeToParcel(Parcel dest, int flags) {
dest.writeString(number);
dest.writeString(type);
}
public static final Parcelable.Creator<Phone> CREATOR = new Parcelable.Creator<Phone>() {
public Phone createFromParcel(Parcel in) {
return new Phone(in);
}
public Phone[] newArray(int size) {
return new Phone[size];
}
};
}
}
数据发送方：
Student student = new Student();
student.setId(1001);
student.setName("子云心");
student.setVerified(true);
Student.Phone mainPhone = new Student.Phone();
mainPhone.setType("MAIN");
mainPhone.setNumber("99999999999");
student.setMainPhone(mainPhone);
List<Student.Phone> phones = new ArrayList<>();
Student.Phone phone1 = new Student.Phone();
phone1.setType("MOBILE");
phone1.setNumber("12345678910");
phones.add(phone1);
Student.Phone phone2 = new Student.Phone();
phone2.setType("HOME");
phone2.setNumber("0000-1234567");
phones.add(phone2);
student.setPhones(phones);
Map<Integer, String> tags = new HashMap();
tags.put(0, "三好学生");
tags.put(1, "体育达人");
student.setTags(tags);
Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class);
intent.putExtra("studentData", student);
// 使用 Bundle 也可以，intent.putExtra内部也是使用了Bundle
Bundle args = new Bundle();
args.putParcelable("studentData2", student);
intent.putExtra("bundleData", args);
startActivity(intent);
数据接收方：
Student student = getIntent().getParcelableExtra("studentData");
Bundle bundle = getIntent().getBundleExtra("bundleData");
Student student2 = bundle.getParcelable("studentData2");
3 类的结构
实现Parcelable接口的类，必须要重写describeContents 和 writeToParcel 两个方法，必须有一个参数是Parcel类型的构造方法，以及必须要声明一个非空的、名字必须是CREATOR的、类型是Parcelable.Creator<T>的静态变量。
3.1 describeContents方法
目前describeContents方法的返回值要么是0，要么是Parcelable.CONTENTS_FILE_DESCRIPTOR（0x0001）。Parcelable.CONTENTS_FILE_DESCRIPTOR表示Paracelable里面含一些特殊的文件描述信息。在大多数情况下返回0即可。
3.2 writeToParcel方法 和 带Parcel参数的构造方法
writeToParcel方法是实现序列化写操作的地方，它返回一个Parcel对象。带Parcel参数的构造方法是实现反序列化读操作的地方，它接收一个Parcel对象。Parcel对象的写入和读取的顺序必须保持一致，否则会发生数值错误或者类型异常崩溃情况。序列化和反序列化由一系列Parcel的write和read方法支持，例如常用的方法有：
byte类型
序列化方法：???????? void writeByte(byte val)
反序列化方法：???? byte readByte()
boolean类型（API level 29后才支持，在之前可以使用byte是1或者0来代替，如上面示例）
序列化方法：???????? void writeBoolean(boolean val)
反序列化方法：???? boolean readBoolean()
int类型
序列化方法：???????? void writeInt(int val)
反序列化方法：???? int readInt()
String类型
序列化方法：???????? void writeString(String val)
反序列化方法：???? String readString()??
等等一系列基础平台类型
序列化方法：???????? void writeXXX(XXX val)
反序列化方法：???? XXX readXXX()
实现了Parcelable的类
序列化方法：???????? void writeParcelable(@Nullable Parcelable p, int parcelableFlags)
反序列化方法：???? <T extends Parcelable> T readParcelable(@Nullable ClassLoader loader)
Map<K, V>类型
序列化方法：???????? void writeMap(@Nullable Map val)
反序列化方法1，内部会new一个新的HashMap对象：
HashMap readHashMap(@Nullable ClassLoader loader)
反序列化方法2，内部不会new出新对象，输入的outVal必须提前初始化：
void readMap(@NonNull Map outVal, @Nullable ClassLoader loader)?
List<E>类型（使用 ClassLoader 序列化和反序列化）
序列化方法：???????? void writeList(@Nullable List val)
反序列化方法1，内部会new一个新的ArrayList对象：
ArrayList readArrayList(@Nullable ClassLoader loader)
反序列化方法2，内部不会new出新对象，输入的outVal必须提前初始化：
void readList(@NonNull List outVal, @Nullable ClassLoader loader)
List<E>类型（使用Parcelable.Creator序列化和反序列化）
序列化方法：???????? <T extends Parcelable> void writeTypedList(@Nullable List<T> val)
反序列化方法1，内部会new一个新的ArrayList对象：
<T> ArrayList<T> createTypedArrayList(@NonNull Parcelable.Creator<T> c)? ? ??
反序列化方法2，内部不会new出新对象，输入的outVal必须提前初始化：
<T> void readTypedList(@NonNull List<T> list, @NonNull Parcelable.Creator<T> c)
3.3 CREATOR变量
CREATOR变量用于从Parcel中取出指定的数据类型，它是一个非空的、名字必须是CREATOR的、类型是Parcelable.Creator<T>接口的静态变量，接口内有两个方法，其中createFromParcel方法返回的便是反序列化时调用到的带Parcel参数的构造方法。
4 startActivity通过Intent传递参数过程
根据上面示例得知，可以通过Intent.putExtra或者Bundle.putParcelable将实现了Parcelable接口的对象添加到Intent中，从而进行组件间数据传递。Intent.putExtra其实也是调用了Bundle.putBundle。
Intent.java
public @NonNull Intent putExtra(String name, @Nullable Bundle value) {
if (mExtras == null) {
mExtras = new Bundle();
}
mExtras.putBundle(name, value);
return this;
}
Bundle.java
public void putBundle(@Nullable String key, @Nullable Bundle value) {
??? unparcel();
??? mMap.put(key, value);
}
public void putParcelable(@Nullable String key, @Nullable Parcelable value) {
??? unparcel();
??? mMap.put(key, value);
??? mFlags &= ~FLAG_HAS_FDS_KNOWN;
}
无论是Bundle.putBundle还是Bundle.putParcelable，都是先调用父类的unparcel方法。
BaseBundle.java
void unparcel() {
synchronized (this) {
final Parcel source = mParcelledData;
if (source != null) {
initializeFromParcelLocked(source, /*recycleParcel=*/ true, mParcelledByNative);
} else {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "unparcel "
+ Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))
+ ": no parcelled data");
}
}
}
}
unparcel方法内，此时mParcelledData对象还是为null状态（mParcelledData下面会进行介绍），所以unparcel方法此时如果是DEBUG则只是打印了一行日志而已。
在调用unparcel方法后putBundle和putParcelable都是将对象添加到一个ArrayMap<String, Object>中去，而Bundle对象最后会保存于Intent中的mExtras变量中。
在进行startActivity时就会将Intent对象传入，startActivity实质是会进行一次AMS（Android10以下是ActivityManagerService/AMS，Android10之后是ActivityTaskManagerService/ATMS）的跨进程通信，这时就会将Intent内的数据也一同传递过去，
Activity.java
public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode, @Nullable Bundle options) {
……
Instrumentation.ActivityResult ar = mInstrumentation.execStartActivity(this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this, intent, requestCode, options);
……
}
Instrumentation.java（源码基于Android10，使用的是ATMS）
public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
……
int result = ActivityTaskManager.getService().startActivity(whoThread,
who.getBasePackageName(), who.getAttributionTag(), intent,
intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()), token,
target != null ? target.mEmbeddedID : null, requestCode, 0, null, options);
……
}
ActivityTaskManager.java
public static IActivityTaskManager getService() {
return IActivityTaskManagerSingleton.get();
}
private static final Singleton<IActivityTaskManager> IActivityTaskManagerSingleton = new Singleton<IActivityTaskManager>() {
@Override
protected IActivityTaskManager create() {
final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_TASK_SERVICE);
return IActivityTaskManager.Stub.asInterface(b);
}
};
ActivityTaskManager.getService()返回的是实现了IActivityTaskManager接口的ActivityTaskManagerService。IActivityTaskManager位于android/app/IActivityTaskManager.aidl，它没有对应的Java代码，它是一个AIDL文件，返回的结果是 Binder 的代理类 , 该类主要作用是使用了Binder机制 , 进行进程间通信。
IActivityTaskManager生成的Java源码我们无法查看到，但能想像到进行IPC时传入的Intent肯定是先进行序列化的，所以我们可以进行模拟创建一个AILD并在接口方法参数传入一个Intent对象。如：
自定义的IActivityTaskManager.aidl，它是一段模拟IActivityTaskManager的伪代码
package com.zyx.myapplication;
interface IActivityTaskManager {
??? int startActivity(in Intent intent);
}
使用AndroidStudio编译自动生成IActivityTaskManager.java
public interface IActivityTaskManager extends android.os.IInterface {
……
public static abstract class Stub extends android.os.Binder implements com.zyx.myapplication.IActivityTaskManager {
……
@Override public boolean onTransact(int code, android.os.Parcel data, android.os.Parcel reply, int flags) throws android.os.RemoteException {
java.lang.String descriptor = DESCRIPTOR;
switch (code) {
case INTERFACE_TRANSACTION: {
reply.writeString(descriptor);
return true;
}
case TRANSACTION_startActivity: {
data.enforceInterface(descriptor);
android.content.Intent _arg0;
if ((0!=data.readInt())) {
// 关键代码3，这里传入序列化后的数据创建一个新的Inetnt对象
_arg0 = android.content.Intent.CREATOR.createFromParcel(data);
}
else {
_arg0 = null;
}
int _result = this.startActivity(_arg0);
reply.writeNoException();
reply.writeInt(_result);
return true;
}
default: {
return super.onTransact(code, data, reply, flags);
}
}
}
private static class Proxy implements com.zyx.myapplication.IActivityTaskManager {
……
private android.os.IBinder mRemote;
@Override public int startActivity(android.content.Intent intent) throws android.os.RemoteException {
// 关键代码1，创建2个Parcel对象，用于记录序列化数据和序列化结果
android.os.Parcel _data = android.os.Parcel.obtain();
android.os.Parcel _reply = android.os.Parcel.obtain();
int _result;
try {
_data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
if ((intent!=null)) {
_data.writeInt(1);
// 关键代码2，这里进行了序列化的操作
intent.writeToParcel(_data, 0);
}
else {
_data.writeInt(0);
}
boolean _status = mRemote.transact(Stub.TRANSACTION_startActivity, _data, _reply, 0);
if (!_status && getDefaultImpl() != null) {
return getDefaultImpl().startActivity(intent);
}
_reply.readException();
_result = _reply.readInt();
}
finally {
_reply.recycle();
_data.recycle();
}
return _result;
}
……
}
……
}
……
}
从生成的代码可见：
关键代码1中，IActivityTaskManager$Stub$Proxy#startActivity方法开始先通过Parcel的obtain方法先创建两个Parcel对象，用于后面记录序列化数据和序列化结果。
关键代码2中，IActivityTaskManager$Stub$Proxy#startActivity方法传入的Intent参数进行调用Intent的writeToParcel方法，该方法就是序列化的开始（下面会介绍内在过程），序列化的结果通过_data输出，最后通过mRemote.transact将序列化后的_data传递到ActivityTaskManagerService进程去。
从AIDL的运行原理得知，当Client端发起跨进程请求时，远程请求会通过系统底层封装后交由onTransact方法来处理。onTransact方法判断传入的code，即在关键代码2后传入的 TRANSACTION_startActivity 找到关健代码3的地方，关键代码3中，传入将序列化后的数据通过 Intent.CREATOR.createFromParcel创建一个新的Inetnt对象。
Intent.java
public static final @android.annotation.NonNull Parcelable.Creator<Intent> CREATOR
= new Parcelable.Creator<Intent>() {
public Intent createFromParcel(Parcel in) {
return new Intent(in);
}
public Intent[] newArray(int size) {
return new Intent[size];
}
};
protected Intent(Parcel in) {
readFromParcel(in);
}
public void readFromParcel(Parcel in) {
setAction(in.readString8());
mData = Uri.CREATOR.createFromParcel(in);
mType = in.readString8();
mIdentifier = in.readString8();
mFlags = in.readInt();
mPackage = in.readString8();
mComponent = ComponentName.readFromParcel(in);
……
mExtras = in.readBundle();
}
readFromParcel方法中，关键是最后一行，readBundle 用于创建一个新的Bundle对象赋予给mExtras变量。
Parcel.java
public final Bundle readBundle(@Nullable ClassLoader loader) {
int length = readInt();
……
final Bundle bundle = new Bundle(this, length);
if (loader != null) {
bundle.setClassLoader(loader);
}
return bundle;
}
Bundle.java
public Bundle(Parcel parcelledData, int length) {
super(parcelledData, length);
mFlags = FLAG_ALLOW_FDS;
maybePrefillHasFds();
}
BaseBundle.java
BaseBundle(Parcel parcelledData, int length) {
readFromParcelInner(parcelledData, length);
}
private void readFromParcelInner(Parcel parcel, int length) {
……
int offset = parcel.dataPosition();
parcel.setDataPosition(MathUtils.addOrThrow(offset, length));
Parcel p = Parcel.obtain();
p.setDataPosition(0);
p.appendFrom(parcel, offset, length);
p.adoptClassCookies(parcel);
if (DEBUG) Log.d(TAG, "Retrieving " + Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))
+ ": " + length + " bundle bytes starting at " + offset);
p.setDataPosition(0);
mParcelledData = p;
mParcelledByNative = isNativeBundle;
}
Bundle的构造方法调用了其父类BaseBundle的构造方法，然后是调用了readFromParcelInner方法，readFromParcelInner方法里复制了一个新的Parcel对象然后赋予了mParcelledData变量，它保存的便是序列化后的数据。在反序列化过程时（下面会介绍内在过程）便是通过mParcelledData来还原成原来的数据。
5 Parcelable序列化过程
从上面Intent传递参数过程得知，Intent的writeToParcel方法是序列化的开始，我们来看源码：
Intent.java
public void writeToParcel(Parcel out, int flags) {
out.writeString8(mAction);
Uri.writeToParcel(out, mData);
out.writeString8(mType);
out.writeString8(mIdentifier);
out.writeInt(mFlags);
out.writeString8(mPackage);
ComponentName.writeToParcel(mComponent, out);
……
out.writeBundle(mExtras);
}
Intent里的writeToParcel方法前面会进行一些Action、Type、Flags、Package等的写入，最后一行会调用到Parcel的writeBundle方法。
Parcel.java
public final void writeBundle(@Nullable Bundle val) {
……
val.writeToParcel(this, 0);
}
Bundle.java
public void writeToParcel(Parcel parcel, int flags) {
??? final boolean oldAllowFds = parcel.pushAllowFds((mFlags & FLAG_ALLOW_FDS) != 0);
??? try {
??????? super.writeToParcelInner(parcel, flags);
??? } finally {
??????? parcel.restoreAllowFds(oldAllowFds);
??? }
}
Bundle的父类是BaseBundle，所以再来看下BaseBundle# writeToParcelInner。
BaseBundle.java
void writeToParcelInner(Parcel parcel, int flags) {
……
final ArrayMap<String, Object> map;
synchronized (this) {
// unparcel() can race with this method and cause the parcel to recycle
// at the wrong time. So synchronize access the mParcelledData's content.
if (mParcelledData != null) {
if (mParcelledData == NoImagePreloadHolder.EMPTY_PARCEL) {
parcel.writeInt(0);
} else {
int length = mParcelledData.dataSize();
parcel.writeInt(length);
parcel.writeInt(mParcelledByNative ? BUNDLE_MAGIC_NATIVE : BUNDLE_MAGIC);
parcel.appendFrom(mParcelledData, 0, length);
}
return;
}
map = mMap;
}
……
int lengthPos = parcel.dataPosition();
parcel.writeInt(-1); // dummy, will hold length
parcel.writeInt(BUNDLE_MAGIC);
int startPos = parcel.dataPosition();
// 关键代码，将数据写入parcel
parcel.writeArrayMapInternal(map);
int endPos = parcel.dataPosition();
// Backpatch length
parcel.setDataPosition(lengthPos);
int length = endPos - startPos;
parcel.writeInt(length);
parcel.setDataPosition(endPos);
}
上面我们知道，无论是Bundle.putBundle还是Bundle.putParcelable，都是将对象添加到一个ArrayMap<String, Object>类型的mMap中去，这里的parcel.writeArrayMapInternal便是传入这个ArrayMap。
Parcel.java
void writeArrayMapInternal(@Nullable ArrayMap<String, Object> val) {
??? ……
??? final int N = val.size();
??? writeInt(N);
……
??? int startPos;
??? for (int i=0; i<N; i++) {
??????? if (DEBUG_ARRAY_MAP) startPos = dataPosition();
??????? writeString(val.keyAt(i));
??????? writeValue(val.valueAt(i));
??????? ……
??? }
}
WriteArrayMapInternal方法先写入Map的长度，然后遍历Map写入每一项的key和value。着重看写value部分。
public final void writeValue(@Nullable Object v) {
??? if (v == null) {
??????? writeInt(VAL_NULL);
??? } else if (v instanceof String) {
??????? writeInt(VAL_STRING);
??????? writeString((String) v);
??? } else if (v instanceof Integer) {
??????? writeInt(VAL_INTEGER);
??????? writeInt((Integer) v);
??? } else if (v instanceof Map) {
??????? writeInt(VAL_MAP);
??????? writeMap((Map) v);
??? } else if (v instanceof Bundle) {
??????? // Must be before Parcelable
??????? writeInt(VAL_BUNDLE);
??????? writeBundle((Bundle) v);
??? } else if (v instanceof PersistableBundle) {
??????? writeInt(VAL_PERSISTABLEBUNDLE);
??????? writePersistableBundle((PersistableBundle) v);
??? } else if (v instanceof Parcelable) {
??????? // 关键代码，实现了Parcelable的类的写入
??????? writeInt(VAL_PARCELABLE);
????? ??writeParcelable((Parcelable) v, 0);
??? } else if (v instanceof Short) {
??????? writeInt(VAL_SHORT);
??????? writeInt(((Short) v).intValue());
??? } else if (v instanceof XXX) {
?????? ……
} else {
??????? ……
??? }
}
writeValue内根据Object的类型进行不同的写入，当发现对象是Parcelable 后便再调用了writeParcelable方法。
public final void writeParcelable(@Nullable Parcelable p, int parcelableFlags) {
??? ……
??? writeParcelableCreator(p);
??? p.writeToParcel(this, parcelableFlags);
}
Parcelable.java
public interface Parcelable {
??? public void writeToParcel(Parcel dest, @WriteFlags int flags);
}
writeParcelable方法最后一行便是调用了Parcelable的writeToParcel方法，也就是我们手动实现的序列化的地方。
6 Parcelable反序列化过程
从上面Intent传递参数过程得知，在新的Activity里包含着一个新的Intent对象，而Intent内部的Bundle的mParcelledData字段便是保存了前面序列化后的数据。了解反序列化的过程，从Intent.getParcelableExtra或Bundle.getParcelable开始：
Intent.java
public @Nullable <T extends Parcelable> T getParcelableExtra(String name) {
??? return mExtras == null ? null : mExtras.<T>getParcelable(name);
}
Bundle.java
public <T extends Parcelable> T getParcelable(@Nullable String key) {
unparcel();
Object o = mMap.get(key);
if (o == null) {
return null;
}
try {
return (T) o;
} catch (ClassCastException e) {
typeWarning(key, o, "Parcelable", e);
return null;
}
}
getParcelable方法中，首先通过unparcel方法将数据还原成新的对象，然后通过key读取Map后返回对象。所以关键就是unparcel方法。
BaseBundle.java
void unparcel() {
synchronized (this) {
final Parcel source = mParcelledData;
if (source != null) {
initializeFromParcelLocked(source, /*recycleParcel=*/ true, mParcelledByNative);
} else {
if (DEBUG) {
Log.d(TAG, "unparcel "
+ Integer.toHexString(System.identityHashCode(this))
+ ": no parcelled data");
}
}
}
}
因为前面的原因，这次mParcelledData变量已经不为空，所以接下来会调用到initializeFromParcelLocked方法。
private void initializeFromParcelLocked(@NonNull Parcel parcelledData, boolean recycleParcel, boolean parcelledByNative) {
……
ArrayMap<String, Object> map = mMap;
if (map == null) {
map = new ArrayMap<>(count);
} else {
map.erase();
map.ensureCapacity(count);
}
try {
if (parcelledByNative) {
parcelledData.readArrayMapSafelyInternal(map, count, mClassLoader);
} else {
parcelledData.readArrayMapInternal(map, count, mClassLoader);
}
} catch (BadParcelableException e) {
……
}
……
}
initializeFromParcelLocked方法内，判断parcelledByNative是否为true来决定使用Parcel的readArrayMapSafelyInternal方法还是readArrayMapInternal方法来进行反序列化输出ArrayMap参数。
Parcel.java
void readArrayMapSafelyInternal(@NonNull ArrayMap outVal, int N, @Nullable ClassLoader loader) {
……
while (N > 0) {
String key = readString();
if (DEBUG_ARRAY_MAP) Log.d(TAG, " Read safe #" + (N-1) + ": key=0x"
+ (key != null ? key.hashCode() : 0) + " " + key);
Object value = readValue(loader);
outVal.put(key, value);
N--;
}
}
void readArrayMapInternal(@NonNull ArrayMap outVal, int N, @Nullable ClassLoader loader) {
……
int startPos;
while (N > 0) {
if (DEBUG_ARRAY_MAP) startPos = dataPosition();
String key = readString();
Object value = readValue(loader);
if (DEBUG_ARRAY_MAP) Log.d(TAG, " Read #" + (N-1) + " "
+ (dataPosition()-startPos) + " bytes: key=0x"
+ Integer.toHexString((key != null ? key.hashCode() : 0)) + " " + key);
outVal.append(key, value);
N--;
}
outVal.validate();
}
无论是readArrayMapSafelyInternal方法还是readArrayMapInternal方法，都是根据数据长度进行循环调用readValue方法进行读取数据。
public final Object readValue(@Nullable ClassLoader loader) {
int type = readInt();
switch (type) {
case VAL_NULL:
return null;
case VAL_STRING:
return readString();
case VAL_INTEGER:
return readInt();
case VAL_MAP:
return readHashMap(loader);
case VAL_PARCELABLE:
// 关键代码，实现了Parcelable的类型的读取
return readParcelable(loader);
……
}
readValue方法对应序列化时的writeValue方法，会根据序列化时标明的数据的类型进行不同的读取，当发现类型是Parcelable后便再调用了readParcelable方法。
public final <T extends Parcelable> T readParcelable(@Nullable ClassLoader loader) {
// 关键代码1，调到readParcelableCreator方法去获取我们类中的CREATOR
Parcelable.Creator<?> creator = readParcelableCreator(loader);
if (creator == null) {
return null;
}
if (creator instanceof Parcelable.ClassLoaderCreator<?>) {
Parcelable.ClassLoaderCreator<?> classLoaderCreator =
(Parcelable.ClassLoaderCreator<?>) creator;
return (T) classLoaderCreator.createFromParcel(this, loader);
}
// 关键代码2，调用CREATOR里的createFromParcel方法，该方法便是返回带Parcel的构造方法，也就是反序列化的地方
return (T) creator.createFromParcel(this);
}
public final Parcelable.Creator<?> readParcelableCreator(@Nullable ClassLoader loader) {
……
try {
ClassLoader parcelableClassLoader = (loader == null ? getClass().getClassLoader() : loader);
Class<?> parcelableClass = Class.forName(name, false, parcelableClassLoader);
……
// 关键代码，指定字段名一定是 CREATOR
Field f = parcelableClass.getField("CREATOR");
……
Class<?> creatorType = f.getType();
……
creator = (Parcelable.Creator<?>) f.get(null);
} catch (IllegalAccessException e) {
……
} catch (ClassNotFoundException e) {
……
} catch (NoSuchFieldException e) {
……
}
……
return creator;
}
关键代码1中，readParcelableCreator方法通过传入的ClassLoader作为参数，通过反射获取到我们在类中定义的 CREATOR变量，这里也解释了为什么实现Parcelable接口后，除了实现两个必要的接口方法外，还需要声明一定名称必须是CREATOR变量的原因。在获取了CREATOR后，便在关键代码2中，调用CREATOR里的createFromParcel方法，我们在该方法中返回带Parcel的构造方法，也就是我们手动实现反序列化的地方。
7 Parcel原理
从上面的介绍可知，Parcel对象通过obtain方法创建，序列化和反序列化的实际上最后的操作便是我们类中自己实现的writeToParcel方法和带Parcel参数的构造方法中通过一系列writeXXX 和readXXX方法来完成。下面来看看Parcel的源码情况。
7.1 Java层的Parcel类
obtain方法创建Parcel对象：
Parcel.java
public static Parcel obtain() {
??? final Parcel[] pool = sOwnedPool;
??? synchronized (pool) {
??????? Parcel p;
??????? for (int i=0; i<POOL_SIZE; i++) {
??????????? p = pool[i];
??????????? if (p != null) {
??????????????? pool[i] = null;
??????????????? if (DEBUG_RECYCLE) {
??????????????????? p.mStack = new RuntimeException();
??????????????? }
??????????????? p.mReadWriteHelper = ReadWriteHelper.DEFAULT;
??????????????? return p;
??????????? }
??????? }
??? }
// 缓存中没有Parcel对象，则传入0创建一个新的
??? return new Parcel(0);
}
obtain方法先尝试从缓存数组中去获取一个Parcel对象，若缓存中没有则传入0创建一个新的对象。
private long mNativePtr; // 用于存放 Native 层的 Parcel 对象的指针地址
private Parcel(long nativePtr) {
??? if (DEBUG_RECYCLE) {
??????? mStack = new RuntimeException();
??? }
??? init(nativePtr);
}
private void init(long nativePtr) {
??? if (nativePtr != 0) {
??????? mNativePtr = nativePtr;
??????? mOwnsNativeParcelObject = false;
??? } else {
??????? mNativePtr = nativeCreate();
??????? mOwnsNativeParcelObject = true;
??? }
}
private static native long nativeCreate();
Parcel的构造函数调用了init方法进行初始化Parcel，如果传入0，则通过nativeCreate方法创建，并返回一个指针地址数值赋值给mNativePtr变量。其中，nativeCreate方法是一个Native方法。而我们进行序列化和反序列化的一系列writeXXX和readXXX方法其实也是有对应的Native方法，Parcel类只是一个代理的空壳类：
public final void writeInt(int val) {
??? nativeWriteInt(mNativePtr, val);
}
public final void writeLong(long val) {
??? nativeWriteLong(mNativePtr, val);
}
public final void writeFloat(float val) {
??? nativeWriteFloat(mNativePtr, val);
}
public final void writeDouble(double val) {
??? nativeWriteDouble(mNativePtr, val);
}
public final void writeString(@Nullable String val) {
??? mReadWriteHelper.writeString(this, val);
}
public final int readInt() {
??? return nativeReadInt(mNativePtr);
}
public final long readLong() {
??? return nativeReadLong(mNativePtr);
}
public final float readFloat() {
??? return nativeReadFloat(mNativePtr);
}
public final double readDouble() {
??? return nativeReadDouble(mNativePtr);
}
public final String readString() {
??? return mReadWriteHelper.readString(this);
}
public static class ReadWriteHelper {
??? public static final ReadWriteHelper DEFAULT = new ReadWriteHelper();
??? public void writeString(Parcel p, String s) {
??????? nativeWriteString(p.mNativePtr, s);
??? }
??? public String readString(Parcel p) {
??????? return nativeReadString(p.mNativePtr);
??? }
}
private static native void nativeWriteInt(long nativePtr, int val);
private static native void nativeWriteLong(long nativePtr, long val);
private static native void nativeWriteFloat(long nativePtr, float val);
private static native void nativeWriteDouble(long nativePtr, double val);
static native void nativeWriteString(long nativePtr, String val);
private static native int nativeReadInt(long nativePtr);
private static native long nativeReadLong(long nativePtr);
private static native float nativeReadFloat(long nativePtr);
private static native double nativeReadDouble(long nativePtr);
static native String nativeReadString(long nativePtr);
7.2 C++层的android_os_Parcel类
正常情况下，Android Studio开发时所下载的SDK源码里并不会包含Native层的代码，所以我们如果需要查阅C++层的代码需要自己另外进行下载，或者通过在线查阅，如：AndroidXRef 。回来正题，Parcel.java中所调用的Native代码的实现在android_os_Parcel.cpp中，继续查看关键方法的实现。
\frameworks\base\core\jni\android_os_Parcel.cpp
static const JNINativeMethod gParcelMethods[] = {
……
{"nativeCreate", "()J", (void*)android_os_Parcel_create},
……
{"nativeWriteInt", "(JI)V", (void*)android_os_Parcel_writeInt},
{"nativeWriteLong", "(JJ)V", (void*)android_os_Parcel_writeLong},
{"nativeWriteFloat", "(JF)V", (void*)android_os_Parcel_writeFloat},
{"nativeWriteDouble", "(JD)V", (void*)android_os_Parcel_writeDouble},
{"nativeWriteString", "(JLjava/lang/String;)V", (void*)android_os_Parcel_writeString},
……
{"nativeReadInt", "(J)I", (void*)android_os_Parcel_readInt},
{"nativeReadLong", "(J)J", (void*)android_os_Parcel_readLong},
{"nativeReadFloat", "(J)F", (void*)android_os_Parcel_readFloat},
{"nativeReadDouble", "(J)D", (void*)android_os_Parcel_readDouble},
{"nativeReadString", "(J)Ljava/lang/String;", (void*)android_os_Parcel_readString},
……
};
static jlong android_os_Parcel_create(JNIEnv* env, jclass clazz) {
// 创建 native 层的 Parcel 对象
Parcel* parcel = new Parcel();
// 返回其指针的long值
return reinterpret_cast<jlong>(parcel);
}
static void android_os_Parcel_writeInt(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativePtr, jint val)
{
// nativePtr 是 android_os_Parcel_create 返回的 Parcel 对象的指针值，这里强转回 Parcel 指针
Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
if (parcel != NULL) {
// 使用Parcel指针调用其 writeInt32() 方法写入数据
const status_t err = parcel->writeInt32(val);
if (err != NO_ERROR) {
signalExceptionForError(env, clazz, err);
}
}
}
static void android_os_Parcel_writeString(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativePtr, jstring val)
{
// nativePtr 是 android_os_Parcel_create 返回的 Parcel 对象的指针值，这里强转回 Parcel 指针
Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
if (parcel != NULL) {
status_t err = NO_MEMORY;
if (val) {
// 获取需要写入的字符串
const jchar* str = env->GetStringCritical(val, 0);
if (str) {
// 使用Parcel指针调用其 writeString16() 方法写入数据
err = parcel->writeString16(
reinterpret_cast<const char16_t*>(str),
env->GetStringLength(val));
// 释放内存
env->ReleaseStringCritical(val, str);
}
} else {
err = parcel->writeString16(NULL, 0);
}
if (err != NO_ERROR) {
signalExceptionForError(env, clazz, err);
}
}
}
static jint android_os_Parcel_readInt(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativePtr)
{
// nativePtr 是 android_os_Parcel_create 返回的 Parcel 对象的指针值，这里强转回 Parcel 指针
Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
if (parcel != NULL) {
// 使用Parcel指针调用其 readInt32() 方法读取数据
return parcel->readInt32();
}
return 0;
}
static jstring android_os_Parcel_readString(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong nativePtr)
{
// nativePtr 是 android_os_Parcel_create 返回的 Parcel 对象的指针值，这里强转回 Parcel 指针
Parcel* parcel = reinterpret_cast<Parcel*>(nativePtr);
if (parcel != NULL) {
size_t len;
// 使用Parcel指针调用其 readString16Inplace() 方法读取数据
const char16_t* str = parcel->readString16Inplace(&len);
if (str) {
return env->NewString(reinterpret_cast<const jchar*>(str), len);
}
return NULL;
}
return NULL;
}
由于代码量很多，这里只列出创建native层的Parcel对象和关于Int和String两种类型的写入和读取代码，所有的类型写入和读取方法都是首先通过传入的nativePtr变量强转成Parcel指针，此变量便是android_os_Parcel_create方法创建Parcel对象返回的指针值，接着使用Parcel指针来调用相应的写入和读取操作。
frameworks\native\libs\binder\Parcel.cpp
status_t Parcel::writeInt32(int32_t val)
{
return writeAligned(val);
}
template<class T>
status_t Parcel::writeAligned(T val) {
COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE_UNSAFE(sizeof(T)) == sizeof(T));
// 判断内存是否足够
if ((mDataPos+sizeof(val)) <= mDataCapacity) {
restart_write:
// 将指针移动到偏移的位置（首地址+指针的偏移量），接着写入val到内存去
*reinterpret_cast<T*>(mData+mDataPos) = val;
// 更新内存的偏移量
return finishWrite(sizeof(val));
}
status_t err = growData(sizeof(val));
if (err == NO_ERROR) goto restart_write;
return err;
}
status_t Parcel::writeString16(const char16_t* str, size_t len)
{
if (str == NULL) return writeInt32(-1);
// 写入字符串值长度
status_t err = writeInt32(len);
if (err == NO_ERROR) {
// 计算字符串所需的内存
len *= sizeof(char16_t);
// 开辟缓存字符串的内存，更新内存地址的偏移量
uint8_t* data = (uint8_t*)writeInplace(len+sizeof(char16_t));
if (data) {
// 将字符串复制到内存中缓存
memcpy(data, str, len);
*reinterpret_cast<char16_t*>(data+len) = 0;
return NO_ERROR;
}
err = mError;
}
return err;
}
int32_t Parcel::readInt32() const
{
return readAligned<int32_t>();
}
template<class T>
status_t Parcel::readAligned(T *pArg) const {
COMPILE_TIME_ASSERT_FUNCTION_SCOPE(PAD_SIZE_UNSAFE(sizeof(T)) == sizeof(T));
// 判断内存是否足够
if ((mDataPos+sizeof(T)) <= mDataSize) {
// 将偏移指针赋给任意类型的数据指针
const void* data = mData+mDataPos;
// 更新指针的偏移量
mDataPos += sizeof(T);
// 返回数据
*pArg = *reinterpret_cast<const T*>(data);
return NO_ERROR;
} else {
return NOT_ENOUGH_DATA;
}
}
String16 Parcel::readString16() const
{
size_t len;
// 读取字符串
const char16_t* str = readString16Inplace(&len);
if (str) return String16(str, len);
return String16();
}
const char16_t* Parcel::readString16Inplace(size_t* outLen) const
{
int32_t size = readInt32();
if (size >= 0 && size < INT32_MAX) {
*outLen = size;
// 读取字符串
const char16_t* str = (const char16_t*)readInplace((size+1)*sizeof(char16_t));
if (str != NULL) {
return str;
}
}
*outLen = 0;
return NULL;
}
所以序列化和反序列化最终的写入和读取是在native层的Parcel.cpp中完成，在Parcel.cpp里会进行开辟一块连续的内存用来进行数据的缓存，其中内存的首地址是mData，偏移量是mDataPos。
当写入一个数据时，首先会将指针移动到对应的位置，即mData + mDataPos，然后再将数据写入内存，最后会重新计算mDataPos 的偏移量。到下次要写入数据时同理会将数据写入到内存的后面。
也是因为开辟的是一块连续的内存，所以在读取数据时只要保证跟写入数据的顺序一致，便能将内存中的数据读出。
8 总结
- 从使用上对比 Serializable 和 Parcelable，Serializable 会显得简单一些，两者都是实现不同的接口，但是 Serializable 可全自动序列化和反序列化，Parcelable 需要手动去 write 和 read 一系列方法才能完成序列化和反序列化。
- 从场景来考虑，Serializable 支持数据持久化存储到本地磁盘、网络传输等，Parcelable 则不支持。如果只在组件间或者跨进程组件间的传输数据的场景，虽然两者都是支持的。但是在内存使用和性能上 Parcelable 会优出 Serializable 很多，因为 Serializable 在序列化和反序列化过程中都需要较多的反射和IO操作，Parcelable 设计的目的就是为了提高这种场景下数据传输性能，因为其内部是通过Parcel来实现，Parcel?是一种可通过?IBinder?高性能传输数据和对象的容器，内部采用共享内存的方式实现用户空间和内核空间的数据交换，本质是?Native?层的共享内存。
- Parcelable的使用需要类继承Parcelable接口，并且必须重写describeContents 和 writeToParcel 两个方法和存在一个带Parcel类型参数的构造方法，以及必须声明一个非空的、名字必须是CREATOR的、类型是Parcelable.Creator<T>的静态变量。
- writeToParcel方法是实现序列化写操作的地方，而带Parcel参数的构造方法是实现反序列化读操作的地方。Parcel对象的写入和读取的顺序必须保持一致，否则会发生数值错误或者类型异常崩溃情况。
- 从IPC过程可知，当Client端发起跨进程请求时前，先调用Intent的writeToParcel方法，将Intent内存中的ArrayMap输出一个android.os.Parcel 类型的_data变量进行Parcelable的序列化。
- 从IPC过程可知，远程请求会通过系统底层封装后交由onTransact方法来处理，些时会接收android.os.Parcel 类型的_data变量，再创建新的Intent对象，Intent的构造函数会接收这个_data变量，并使用mParcelledData变量进行存储起来，当调用到Intent的getParcelableExtra或者getParcelable方法获取数据时，便是对内存中mParcelledData进行反序列化成ArrayMap。
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