Java序列化的相关认知

序列化相关认识

序列化的意义

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​ 将内存中的对象，以字节码形式存储起来，等待用时反序列化回来，主要是IO操作，可以有更长的生命周期和跨项目性质的作用。

序列化和反序列化

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序列化:将对象的信息转化为字节码的形式存储或传输的过程，称为序列化。

public class Person{
  private String name;
  
 	public void setName(String name){
    this.name = name
  }
  
  public String getName(){
    return name;
  }
}

Person person = new Person();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("person.txt")));
oos.writeObject(person);

​ 反序列化：序列化的逆向过程，将字节码读取转化为对象的过程，称为反序列化。

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("person.txt")));
Person person = (Person) ois.readObject();

如何实现序列化

1. 在java中只要一个类实现了java.io.Serializable 接口，那么它就可以被序列化
2. 基于JDK序列化方式实现
   JDK提供了Java对象的序列化方式，主要通过输出流 java.io.ObjectOutputStream 和 对象输入流 java.io.ObjectInputStream 来实现。其中，被序列化的对象需要 实现java.io.Serializable接口

序列化的问题

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序列化的实现方式优劣指标：

• 序列化后的数据大小
• 序列化操作的速度以及系统开销

Java序列化的缺点：

• 序列化后的数据比较大
• 其他语言无法识别和对接

深入理解序列化

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JDK序列化中serialVersionUID的作用：

• Java的序列化机制是通过判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM 会把传来的字节流中的 serialVersionUID与本地相应实体类的 serialVersionUID 进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常，即是 InvalidCastException

• 如果没有为指定的 class 配置 serialVersionUID，那么 java 编译器会自动给这个 class 进行一个摘要算法，类似于指纹算法，只要这个文件有任何改动，得到的 UID 就会截然不同的，可以保证在这么多类中，这个编号是唯一的

serialVersionUID生成规则

1. 默认的1L,比如：private static final long serialVersionUID = 1L;
2. 根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个64位的哈希字段
   • 当 实 现 java.io.Serializable 接 口 的 类 没 有 显 式 地 定 义 一 个serialVersionUID 变量时候，Java 序列化机制会根据编译的 Class 自动
   • 生成一个 serialVersionUID 作序列化版本比较用，这种情况下，如果Class 文件(类名，方法明等)没有发生变化(增加空格，换行，增加注释等等)，就算再编译多次，serialVersionUID 也不会变化的。

静态变量序列化

​ 序列化时并不保存静态变量，序列化保存的是对象的状态，静态变量属于类的状态，因此序列化并不保存静态变量。

父类序列化问题

​ 子类实现了Serializable接口，父类未实现，在子类中调用父类属性赋值，序列化过程中出现的情况

• 若父类未实现Serializable，在反序列化中，无法获取赋值给父类属性值。
• 父类实现Serializable，则子类无需再次实现Serializable接口，自动实现序列化
• 如果一个可序列化的类的成员不是基本类型，也不是String类型，那这个引用类型也必须是可序列化的；否则，会导致此类不能序列化。

Transient关键字

​ 使用transient修饰的属性，java序列化时，会忽略掉此字段，所以反序列化出的对象，被transient修饰的属性是默认值。对于引用类型，值是null；基本类型，值是0；boolean类型，值是false，初始值。

重复序列化问题

​ Java序列化同一对象，并不会将此对象序列化多次得到多个对象

​ Java序列化算法：

• 所有保存到磁盘的对象都有一个序列化编码号
• 当程序试图序列化一个对象时，会先检查此对象是否已经序列化过，只有此对象从未（在此虚拟机）被序列化过，才会将此对象序列化为字节序列输出。
• 如果此对象已经序列化过，则直接输出编号即可。当写入文件为同一对象时，并不会再将对象的内容进行存储，而只是再次存储一份引用，上面增加的5字节的存储空间就是新增 引用和一些控制信息的空间。反序列化时，恢复引用关系，该存储规则极大的节省了存储空间。

可以作为深度克隆

​ Java的拷贝一般都是实现Cloneable接口，并重写clone方法进行拷贝操作，主要是对象表皮复制了一份，内部属性的对象引用未改变。

属性类型是基本数据类型或者String字符串类型不影响。

​ 针对拷贝时对象属性引用问题有几种解决方式

1. 可以在对象属性字段的对象也加上实现Cloneable接口调用clone（比较麻烦），如下：

    @Override
       public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
           Teacher teacher = (Teacher) super.clone();
           //把引用类型的变量在克隆一份
           teacher.setStudent((Student) teacher.getStudent().clone());
           return teacher;
       }
   
   

2. 可以利用序列化的方式，将对象转化为字节流，再转化回对象，做个中转（可能稍微有点麻烦，但非常实用），如下：

       public Object copyObject(Object object) throws IOException, ClassNotFoundException {
           //创建字节数组输出流将索要拷贝对象写入
           ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
           //创建对象输出流将字节数组输出流传入直接将对象写入字节输出流
           ObjectOutputStream objectOutputStrea = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
           objectOutputStrea.writeObject(object);
           //将刚写入的输出流转化为字节数组传入字节数组输入流
           ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new  ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
           //对象输入流包装读取为一个对象
           ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
           return objectInputStream.readObject();
       }
   

3. 还有可以使用JSON的方式，先将对象转为json，再转回对象，这是不错的想法

常见的序列化技术

• Java JDK序列化：简单方便，但是不能跨语言，以及数据量大
• XML序列化：可能是通用、阅读好吧（个人不喜欢），缺点比较明显，效率低，数据大
• JSON序列化：比较轻量级，数据量小，阅读性高，比较通用（个人比较推荐），主要有（Jackson、FastJson、GSON等）
• Hessian 序列化框架：Hessian是一个支持跨语言传输的二进制序列化协议，相对于Java默认的序列化机制来说，Hessian具有更好的性能和易用性，而且支持对重不同的语言，实际上Dubbo采用的就是Hessian序列化来实现，只不过Dubbo对Hessian进行重构，性能更高
• Protobuf 序列化框架：个人认为这个和JSON没啥太大差别，只是比JSON更加浓缩，数据格式简洁、量少、但是对对象的支持不太好，若是有解析框架都好说，主要注重RPC传输的数据格式。
  序列化速度快的原因：编码 / 解码 方式简单（只需要简单的数学运算 = 位移等等），采用特殊方式标记，更加紧凑

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