2013年4月12日金曜日

プロセス間通信時のデータをバイト配列化する「Parcel」

 Androidの根幹をなすInetntによるメッセージングを支える技術として「Parcel」「Parcelable」というものが存在します。これは、普通にAndroidアプリを作成していても特に気が付かないかもしれませんが、とても多くの場所で使われています。

 誤解を恐れずに簡潔に説明すると、ParcelableはJavaの「Serializable」で、ParcelはParcelable専用のストリームです。Parcelは、カーネルを経由してプロセス間で受け渡しされるデータを抽象化したクラスです。

 Parcelというのは日本語では「小包」という意味で、Androidにおいては小さいデータを意味します(具体的にはデータが128bytes以内であれば、データコピーのオーバーヘッドが抑えられるように設計されています)。

 Parcelのメソッド

 Parcelには、データを書き込む「writeXxx」というメソッドと、書き込んだデータを読み出す「readXxx」というメソッドが存在します。

 書き込まれたデータはJavaヒープの外にバイト配列として展開されます。データが追加されるたびに「realloc」で領域が確保されます。Javaヒープの外にデータを保持するのは、プロセス間通信でカーネルモジュールがダイレクトにアクセスできるようにするためです。

 Parcelには、「marshall()」「unmarshall(byte[], int, int)」が用意されており、それぞれ、Parcelをbyte[]に変換するメソッドと、byte[]からParcelに変換するメソッドです。これらのメソッドはParcelableをバイト配列に変換したり、バイト配列からParcelableに戻したりできるため、プロセス間通信以外でも便利に使えます。

 Parcelは永続化やマシン間通信には使用しないように

 ただ残念ながら、Parcelableが入れ子になっていると、marshall()が行えない(例外が発生する)という制限が存在します。Parcelを使用すると、制限の範囲内でインスタンスをストレージに保存して永続化可能です。

 ただしParcelは、あくまでもプロセス間通信などの一時的なデータの受け渡しに使うことを想定しており、将来的なデータフォーマットの互換を保証するものではないため、Javadocでは永続化やマシン間通信には使用しないように忠告しています。

 ParcelとAIDLで扱えるデータ型

 Parcelに読み書き可能なデータ型は、AIDL同様に制限されています。以下の表は、ParcelとAIDLで扱えるデータ型の一覧です。

種別 Parcelの型 AIDLの型 補足
プリミティブ byte byte
double double
float float
int int
long long
String String 文字列はプリミティブ扱い
プリミティブ配列 boolean[] boolean[]
byte[] byte[]
char[] char[]
double[] double[]
float[] float[]
int[] int[]
long[] long[]
String[] String[]
SparseBooleanArray × キーがint、値がbooleanのマップ型
Parcelables Parcelableを実装したクラスと、その配列すべて Parcelableを実装したクラスと、その配列すべて 読み出す際にクラスローダを指定する必要がある
Bundles Bundle × 読み出す際にクラスローダを指定する必要がある場合がある
アクティブオブジェクト IBinder、IBinder[] IBinder、IBinder[]
IInterface、IInterface[] ×
ParcelFileDescriptor × ファイルディスクリプタ
コンテナ Object、Object[] × Serializableも扱える
List List
Map Map
SparseArray × キーがint、値がオブジェクトのマップ型。読み出す際にクラスローダを指定する必要がある

 ParcelやAIDLでは、charやshortなど、すべてのプリミティブ型ないしプリミティブ配列型をサポートしていないことに注意してください。

 ParcelとAIDLでは、サポートする型に違いがあり、AIDLの方が若干少ないです。しかし、Parcelableを実装した独自コンテナではParcelを直接扱え、AIDLはParcelableが扱えるため、実質Parcelで扱える型のすべてがプロセス間通信で扱えるようになります。

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