from:http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2015/0831/3395.html

編輯推薦：稀土掘金，這是一個針對技術(shù)開發(fā)者的一個應(yīng)用，你可以在掘金上獲取最新最優(yōu)質(zhì)的技術(shù)干貨，不僅僅是Android知識、前端、后端以至于產(chǎn)品和設(shè)計都有涉獵，想成為全棧工程師的朋友不要錯過！

原文：http://www.csdn.net/article/2015-08-31/2825579 

JSON——大家可能都知道它是幾乎所有現(xiàn)代服務(wù)器都使用的輕量級數(shù)據(jù)交換格式。它體量輕，可讀性強(qiáng)，通常比老式的、不友好的XML開發(fā)起來更加便捷友好。JSON是不依賴于開發(fā)語言的數(shù)據(jù)格式，但是在解析數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換到如Java對象時，會消耗我們的時間和存儲資源。

幾天前，F(xiàn)acebook宣布，其Android應(yīng)用程序大幅提升了數(shù)據(jù)處理性能。這是由于幾乎在全部應(yīng)用程序中放棄了JSON數(shù)據(jù)格式，用FlatBuffers取而代之了。閱讀這篇文章可以獲得關(guān)于FlatBuffers的基礎(chǔ)知識，學(xué)會如何從JSON轉(zhuǎn)換到FlatBuffers。

雖然這東西是非常有前景的，但是乍一看其實(shí)現(xiàn)過程不是一下子就能明白的。而且Facebook也沒有說得很詳細(xì)。這就是為什么我要寫這篇文章，在其中展示我們是如何使用Flatbuffers開展工作的。

FlatBuffers

總之，FlatBuffers是Google專門為游戲開發(fā)而創(chuàng)建的跨平臺序列化庫，就像Facebook所展示的那樣，它在Android平臺上遵循快速響應(yīng)UI的16ms規(guī)則。

但是，在把所有數(shù)據(jù)遷移到FlatBuffers之前，你要確定確實(shí)需要這樣做。因為，這樣做有時對性能的影響是潛移默化的，而且數(shù)據(jù)安全性要比計算速度上幾十毫秒的差異更重要。

什么使得Flatbuffers如此奏效？


  • 由于是以二進(jìn)制形式緩存，訪問序列化數(shù)據(jù)時也無需數(shù)據(jù)解析過程。即使對于層次化數(shù)據(jù)也不需要解析。多虧不需要初始化解析器（初始化意味著要建立復(fù)雜的字段映射）和解析數(shù)據(jù)，這些都是需要花費(fèi)時間的。

  • Flatbuffers數(shù)據(jù)不需要分配比自身使用緩沖區(qū)還要多的內(nèi)存。我們不必像在JSON中那樣為解析數(shù)據(jù)的整個層次分配額外對象。

要獲得正宗的數(shù)據(jù)，就再讀一讀Facebook上關(guān)于FlatBuffers遷移問題的文章，還有Google自己的文檔。


實(shí)現(xiàn)

本文將介紹在Android應(yīng)用程序中使用Flatbuffers的最簡單方法：


  • JSON數(shù)據(jù)在應(yīng)用程序之外的某個地方被轉(zhuǎn)換成FlatBuffer格式的文件（例如，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)以文件的形式提交，還可以從API直接返回FlatBuffer二進(jìn)制文件）。

  • 在flatc (FlatBuffer編譯器)的幫助下，手工生成數(shù)據(jù)模型（Java類）。

  • JSON文件存在一定的局限性（不能使用null字段，日期格式也被解析為字符串）。


將來，我們或許會提出更復(fù)雜的解決方案。

FlatBuffers編譯器

首先，我們需要flatc，即flatbuffers編譯器。該編譯器可以從Google所屬的源代碼構(gòu)建，源代碼位于Flatbuffers資源庫中。我們下載并克隆它。整個構(gòu)建過程在FlatBuffers構(gòu)建文檔中都做了描述。如果你是Mac用戶的話，需要這樣來構(gòu)建：


  1. 在\{extract directory}\build\XcodeFlatBuffers.xcodeproj路徑下，打開已下載的源代碼。

  2. 點(diǎn)擊Play按鈕或⌘ + R，運(yùn)行flatc scheme（默認(rèn)情況下應(yīng)該是被選中的）。

  3. flatc可執(zhí)行文件就會在項目的根目錄下出現(xiàn)。


現(xiàn)在，我們可以使用schema編譯器了，該編譯器能夠把給定的schema（在Java、C#、Python、GO和C++語言中的schema）生成為模型類，還可以把JSON轉(zhuǎn)換成Flatbuffer的二進(jìn)制文件。

Schema文件

接著，我們必須準(zhǔn)備schema文件，該文件定義了要進(jìn)行序列化和反序列化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這個schema將用于flatc創(chuàng)建Java模型，把JSON轉(zhuǎn)換成FlatBuffers的二進(jìn)制文件。

這里是JSON文件的一部分。

完整版本在這里。這是略微修改后的版本，可以從Github API調(diào)用：https://api.github.com/users/google/repos 。

Flatbuffer schema是編寫得很好的文檔，所以就不深入探討這個問題了。另外，本文中的schema不會很復(fù)雜。我們所要做的僅僅是創(chuàng)建3張表：ReposList, Repo和User，并定義root_type。這是schema的重要組成部分。

完整的schema文件在這里。

FlatBuffers數(shù)據(jù)文件

真棒，我們現(xiàn)在要做的是把repos_json.json轉(zhuǎn)換成FlatBuffers二進(jìn)制文件，生成能夠以Java風(fēng)格表示數(shù)據(jù)的Java模型（此處操作所需的全部文件都在我們的代碼庫中）：

$ ./flatc -j -b repos_schema.fbs repos_json.json

如果一切順利，會產(chǎn)生下列文件：


  • repos_json.bin（要將重命名它為 repos_flat.bin）

  • Repos/Repo.java

  • Repos/ReposList.java

  • Repos/User.java


Android應(yīng)用程序

現(xiàn)在來創(chuàng)建示例程序，在實(shí)踐中來看看Flatbuffers格式是如何起作用的。這是截圖：

blob.png

在UI部分，ProgressBar僅用于顯示不恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理對用戶界面順暢度的影響。

應(yīng)用文件看起來是這個樣子：app/build.gradle

當(dāng)然，在本例中不是必須要用Rx或ButterKnife這樣的視圖注入利器，但是為什么不讓應(yīng)用更細(xì)致一些呢？？

我們把repos_flat.bin 和 repos_json.json文件放到res/raw/目錄下。RawDataReader是工具類，它幫助我們讀取Android應(yīng)用中的原始文件。

最后，把Repo，ReposList和User這三張表對應(yīng)的模型類代碼放到項目源代碼中。

FlatBuffers庫

使用Java語言編程過程中，F(xiàn)latBuffers提供了可以直接處理這種數(shù)據(jù)格式的庫，也這是flatbuffers-java-1.2.0-SNAPSHOT.jar文件。如果你想手工生成該文件，需要下載FlatBuffers源代碼，再到目錄java/下，用Maven生成該庫：

$ mvn install

現(xiàn)在將.jar文件放到Android項目的app/libs/目錄下。

好了，當(dāng)務(wù)之急是實(shí)現(xiàn)MainActivity類，這是完整源代碼。

我們最為關(guān)注的兩個方法是：


  • parseReposListJson(String reposStr) - 這個方法初始化Gson解析器，并把JSON字符串轉(zhuǎn)換成Java對象。

  • loadFlatBuffer(byte[] bytes)  - 這個方法將字節(jié)（repos_flat.bin文件）轉(zhuǎn)換成Java對象。


使用FlatBuffers的結(jié)果

現(xiàn)在讓我們把JSON和FlatBuffers在加載時間和資源消耗方面的差異形象化。測試是在帶有Android M（beta版）的Nexus 5上進(jìn)行的。

加載時間

測量的過程是將其他文件轉(zhuǎn)換為Java源文件，對所有（90個）元素進(jìn)行迭代。


  • 使用JSON：JSON文件（大小：478kB）平均加載時間200ms（時間區(qū)間：180ms～250ms）；

  • 使用FlatBuffers：FlatBuffers二進(jìn)制文件（大?。?52kB）平均加載時間5ms（時間區(qū)間：3ms～10ms）。


記得16ms規(guī)則嗎？我們在UI線程中調(diào)用這些方法的原因就是要看看在這種情況下界面表現(xiàn)如何：

JSON數(shù)據(jù)加載效果：

json.gif

FlatBuffers數(shù)據(jù)加載效果：

flatbuffers.gif

看出區(qū)別了嗎？JSON數(shù)據(jù)的加載過程中， ProgressBar停頓了一會，界面不是那么順暢（加載時間超過了16ms）。

內(nèi)存分配、CPU等資源

還有什么想要測量的嗎？也許應(yīng)該測量一下Android Studio 1.3，還有那些新特性。例如，內(nèi)存分配跟蹤器（Allocation Tracker），內(nèi)存狀態(tài)查看器（Memory Viewer）和方法跟蹤器（Method Tracer）。

源代碼

這里所講解項目的完整源代碼都在Github代碼庫中。你不需要接觸整個FlatBuffers項目，所需的內(nèi)容全都在flatbuffers/目錄下。

（ 翻譯/張揮戈  友情審校/白云鵬）

文章來源：froger_mcs dev blog

作者簡介：

Miroslaw Stanek，Azimo Money Transfer公司移動項目負(fù)責(zé)人，Android和iOS平臺程序員，視頻游戲玩家，冰雪運(yùn)動愛好者。個人博客：http://frogermcs.github.io。