FlatBuffers初探

我第一次知道FlatBuffers是因为Facebook写的这篇Android的技术博客文章。它主要介绍了FlatBuffers对比JSON的优势，以及Facebook Android App应用了FlatBuffers后，衍生的数据和界面更新的工作流转模式。建议去读一读，作者还是一个中国人哦。

下面开始介绍了一下FlatBuffers，首先看看它和JSON的对比。

   

先引用GitHub frogermcs/FlatBuffs上的两张Gif效果图.

那个Loading菊花是干什么的呢？点击上下两个按钮开始数据解析，而数据解析是故意放在主线程上执行，而Loading菊花能直观的辨别解析过程有没有导致UI卡顿。

左图，点击"PARSE JSON"按钮是用的Gson解析了一个468KB的Json文件，耗时200-300ms。

右图，点击"USE FLATBUFFERS"，是“解析”同样的Json数据但是用FlatBuffers特有的数据格式文件repos_flat.bin。耗时是<10ms。FlatBuffers“解析”的过程，Loading菊花一直保持着流畅的转动。

FlatBuffers到底有什么样的魔术，能比JSON快这么多呢？

其实FlatBuffers实际并没有做数据的解析，repos_flat.bin是按照FlatBuffers数据组织格式生成的Byte数组。

FlatBuffer的数据解析是靠一层层的offset偏移量的组合计算定位到数据在Byte数组的位置，进而获取目标数据的值 。所以FlatBuffer是需要什么数据，才解析什么数据，并不需要全量解析。

简单说，FlatBuffers分为vtable区和数据区。vtable区保存的是数据的偏移值，数据区保存的是具体的数据值。

FlatBuffers的优点和缺点

优点：

1. 数据都是从Byte数组中获取，减少解析过程的内存占用，减低了GC发生概率。

    Memory Efficient Serialization Library，FlatBuffers是这么描述自己的。

    这里有别人做的内存检测的数据。

2. 无需全量解析，用到的数据才需要解析。

    想象一个很长的ListView，并不需要在初始状态就把所有的数据都解析出来。滚动到可见状态的item的数据，才需要被解析。

缺点：

1. 数据获取都是偏移量计算的解析过程，嵌套层级深的数据，可能带来性能问题。

2. 不自行做数据缓存的话，每次获取同样的数据会有重复计算。

3. Byte数据安全性和完整性有顾虑。也有人专门写博客表明不会用FlatBuffer哈哈。

FlatBuffers的应用

FlatBuffers还可以“解析”JSON，实际是把JSON数据生成FlatBuffers格式的Byte数组。

如上图，中间的按钮“PARSE JSON(FLATBUFFERS)”点击执行后解析468KB同样的JSON文件，比Gson节省了约40%的耗时。

作为应用FlatBuffers的切入点，参考着的frogermsc GitHub Demo，我尝试把FlatBuffer解析JSON应用到工作项目中。

步骤：

1. 使用FlatBuffers需要引入2个SO和一个JAR，合计1MB；

2. 根据待解析的数据，要写一个schema文件如下，类似于protocolBuffer的.proto文件的作用；

namespace RankDetail;

table RankDetail {
    code : int;
    msg : string;
}

root_type RankDetail;

3. 通过命令行，根据schema生成相关解析后数据读取的Java类，这个步骤也类似protocolBuffer；

遇到的问题：

1. schema文件的Key-value对的Key不能数字开头，如下的123key是不符合要求的；

    原因是因为，FlatBuffers是直接获取schema文件内的这种key-value的key的值作为方法名字和变量名字，阿拉伯数字开头的变量名和方法名是不合法的。

namespace RankDetail;

table RankDetail {
    code : int;
    msg : string;
    123key : string;
}

root_type RankDetail;

2. 解析是在SO的native代码，遇到失败就会native crash，缺少有用的解析失败的日志信息，增加开发调试的难度和时间。

FlatBuffers最大的威力是解析他自家格式的Byte数组（参考文章开头的GIF对比），应用到正式环境的功能，需要后台请求返回的数据是FlatBuffers格式的Bytes数组。另外，FlatBuffers解析的容错性目前还有待完善提升。但以后，FlatBuffers会是减少内存占用、提升用户体验的利器。