FlatBuffers

什么是FlatBuffers？

FlatBuffers是一个开源的、跨平台的、高效的、提供了C++/Java接口的序列化工具库。它是Google专门为游戏开发或其他性能敏感的应用程序需求而创建。尤其更适用于移动平台，这些平台上内存大小及带宽相比桌面系统都是受限的，而应用程序比如游戏又有更高的性能要求。它将序列化数据存储在缓存中，这些数据既可以存储在文件中，又可以通过网络原样传输，而不需要任何解析开销。

FlatBuffers原理

person bean类：

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

原理图：

他将数据保存在一个一维的byte数组中；
每个实例对象以“支点”指针（pivot point）以此为界，存储的内容分为两个部分：
- 元数据：是bean中每个字段的指向数据内容的索引
- 数据内容：实际的对象的存储值
Person 对象第一个字段是 name，其值的索引位置是 1，所以从索引位置 1 开始的字符串，就是 name 字段的值 "John"
如果对象字段没有内容，那么它的索引就是0
如果对象字段是另外个对象，它将指向另外一个支点的对象，如索引12

可以看出，FlatBuffers 通过自己分配和管理对象的存储，使对象在内存中就是线性结构化的，直接可以把内存内容保存或者发送出去，加载“解析”数据只需要把 byte 数组加载到内存中即可，不需要任何解析，也不产生任何中间变量。

FlatBuffers的优势

直接读取序列化数据，而不需要解析（Parsing）或者解包（Unpacking）：FlatBuffer 把数据层级结构保存在一个扁平化的二进制缓存（一维数组）中，同时能够保持直接获取里面的结构化数据，而不需要解析，并且还能保证数据结构变化的前后向兼容。
高效的内存使用和速度：FlatBuffer 使用过程中，不需要额外的内存，几乎接近原始数据在内存中的大小。
强类型设计

FlatBuffers的使用方法

按照使用特定的 IDL 定义数据结构schema;

比如上面的javabean对应的schema可以，命名为Person.fbs:

// Person schema 
namespace com.race604.fbs;
enum FriendshipStatus: int {Friend = 1, NotFriend} 
table Person { 
    name: string; 
    friendshipStatus: FriendshipStatus = Friend; 
    spouse: Person; 
    friends: [Person]; 
} 
root_type Person;

使用 flatc 可以把 Schema 编译成多种编程语言，我们是 Android 平台，所以把 Schema 编译成 Java

./flatc --java Person.fbs

会生成这样的文件的结构：
可以自己通过生成的java代码将数据添加到对象中，也可以从原来的json文件生成FlatBuffers数据文件

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

这样就会生成专门给FlatBuffers用的数据。

如何使用？

public void loadFromFlatBuffer(View view) { 
   byte[] buffer = Utils.readRawResource(getApplication(), R.raw.sample_flatbuffer);
   long startTime = System.currentTimeMillis();
   ByteBuffer bb = ByteBuffer.wrap(buffer);
   PeopleList peopleList = PeopleList.getRootAsPeopleList(bb);
   long timeTaken = System.currentTimeMillis() - startTime;
   String logText = "FlatBuffer : " + timeTaken + "ms";
   textViewFlat.setText(logText);
   Log.d(TAG, "loadFromFlatBuffer " + logText);
}

通过代码构建数据：

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();
}

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FlatBuffers原理

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FlatBuffers的使用方法

FlatBuffers使用场景和缺陷

场景

缺陷

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