Java序列化（创建可复用的Java对象）、序列化协议_java复用流序列化对象-优快云博客

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Java序列化（创建可复用的Java对象）、序列化协议

序列化就是将一个对象转换成字节序列，方便存储和传输

序列化：ObjectOutputStream.writeObject()
反序列化：ObjectInputStream.readObject()

不会对静态变量进行序列化，因为序列化只是保存对象的状态，静态变量属于类的状态

保存(持久化)对象及其状态到内存或者磁盘

Java平台允许我们在内存中创建可复用的Java对象，但一般情况下，只有当JVM处于运行时，这些对象才可能存在，即，这些对象的生命周期不会比JVM的生命周期更长。但在现实应用中，就可能要求在JVM停止运行之后能够保存(持久化)指定的对象，并在将来重新读取被保存的对象。Java对象序列化就能够帮助我们实现该功能

序列化对象以字节数组保持-静态成员不保存

使用Java对象序列化，在保存对象时，会把其状态保存为一组字节，在未来，再将这些字节组装成对象。必须注意地是，对象序列化保存的是对象的”状态”，即它的成员变量。由此可知，对象序列化不会关注类中的静态变量

序列化用户远程对象传输

除了在持久化对象时会用到对象序列化之外，当使用RMI(远程方法调用)，或在网络中传递对象时，都会用到对象序列化。Java序列化API为处理对象序列化提供了一个标准机制，该API简单易用

Serializable

序列化的类需要实现 Serializable 接口，它只是一个标准，没有任何方法需要实现，但是如果不去实现它的话而进行序列化，会抛出异常

ObjectOutputStream和ObjectInputStream对对象进行序列化及反序列化

通过ObjectOutputStream和ObjectInputStream对对象进行序列化及反序列化

writeObject 和 readObject自定义序列化策略

在类中增加writeObject 和 readObject 方法可以实现自定义序列化策略

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
    A a1 = new A(123, "abc");
    String objectFile = "file/a1";

    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(objectFile));
    objectOutputStream.writeObject(a1);
    objectOutputStream.close();

    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(objectFile));
    A a2 = (A) objectInputStream.readObject();
    objectInputStream.close();
    System.out.println(a2);
}

private static class A implements Serializable {
    private int x;
    private String y;

    A(int x, String y) { this.x = x; this.y = y; }

    @Override
    public String toString() { return "x = " + x + "  " + "y = " + y; }
}

序列化ID

虚拟机是否允许反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致（就是 private static final long serialVersionUID）

序列化子父类说明

要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable 接口

transient

transient 关键字可以使一些属性不会被序列化.

在变量声明前加上Transient 关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient变量的值被设为初始值，如int型的是 0，对象型的是null
服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全

ArrayList 中存储数据的数组 elementData 是用 transient 修饰的，因为这个数组是动态扩展的，并不是所有的空间都被使用，因此就不需要所有的内容都被序列化。通过重写序列化和反序列化方法，使得可以只序列化数组中有内容的那部分数据

private transient Object[] elementData;

序列化协议

影响序列化性能的关键因素

序列化后的码流大小（网络带宽的占用）
序列化的性能（CPU资源占用）
是否支持跨语言（异构系统的对接和开发语言切换）

1.XML

XML(Extensible Markup Language)是一种常用的序列化和反序列化协议，历史悠久，从1998年的1.0版本被广泛使用至今

优点

人机可读性好
可指定元素或特性的名称

缺点

序列化数据只包含数据本身以及类的结构，不包括类型标识和程序集信息。
类必须有一个将由XmlSerializer序列化的默认构造函数。
只能序列化公共属性和字段
不能序列化方法
文件庞大，文件格式复杂，传输占带宽

使用场景

当做配置文件存储数据
实时数据转换

2.JSON

JSON(JavaScript Object Notation, JS 对象标记) 是轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript (w3c制定的js规范)的一个子集， JSON采用与编程语言无关的文本格式，但是也使用了类C语言（包括C， C++， C#， Java， JavaScript， Perl， Python等）的习惯，简洁和清晰的层次结构使得JSON成为理想的数据交换语言

1.优点

前后兼容性高
数据格式比较简单，易于读写
序列化后数据较小，可扩展性好，兼容性好
与XML相比，其协议比较简单，解析速度比较快

2.缺点

数据的描述性比XML差
不适合性能要求为ms级别的情况
额外空间开销比较大

3.适用场景（可替代XML）

跨防火墙访问
可调式性要求高的情况
基于Web browser的Ajax请求
传输数据量相对小，实时性要求相对低（例如秒级别）的服务

3.Fastjson

Fastjson是一个Java语言编写的高性能功能完善的JSON库。它采用一种“假定有序快速匹配”的算法，把JSON Parse的性能提升到极致

1.优点

接口简单易用
目前java语言中最快的json库

2.缺点

过于注重快，而偏离了“标准”及功能性
代码质量不高，文档不全

3.适用场景

协议交互
Web输出
Android客户端

4.Thrift

Thrift并不仅仅是序列化协议，而是一个RPC框架。它可以让你选择客户端与服务端之间传输通信协议的类别，即文本(text)和二进制(binary)传输协议, 为节约带宽，提供传输效率，一般情况下使用二进制类型的传输协议

1.优点

序列化后的体积小, 速度快
支持多种语言和丰富的数据类型
对于数据字段的增删具有较强的兼容性
支持二进制压缩编码

2.缺点

使用者较少
跨防火墙访问时，不安全
不具有可读性，调试代码时相对困难
不能与其他应用层协议共同使用（例如HTTP）
无法支持向持久层直接读写数据，即不适合做数据持久化序列化协议

3.适用场景

分布式系统的RPC解决方案

5.Avro

Avro属于Apache Hadoop的一个子项目。Avro提供两种序列化格式：JSON格式或者Binary格式。Binary格式在空间开销和解析性能方面可以和Protobuf媲美，Avro的产生解决了JSON的冗长和没有IDL的问题

1.优点

支持丰富的数据类型
简单的动态语言结合功能
具有自我描述属性
提高了数据解析速度
快速可压缩的二进制数据形式
可以实现远程过程调用RPC
支持跨编程语言实现

2.缺点

对于习惯于静态类型语言的用户不直观

3.适用场景

在Hadoop中做Hive、Pig和MapReduce的持久化数据格式

6.Protobuf

protocol buffers 由谷歌开源而来，在谷歌内部久经考验。它将数据结构以.proto文件进行描述，通过代码生成工具可以生成对应数据结构的POJO对象和Protobuf相关的方法和属性

1.优点

序列化后码流小，性能高
结构化数据存储格式（XML JSON等）
通过标识字段的顺序，可以实现协议的前向兼容
结构化的文档更容易管理和维护

2.缺点

需要依赖于工具生成代码
支持的语言相对较少，官方只支持Java 、C++ 、Python

3.适用场景

对性能要求高的RPC调用
具有良好的跨防火墙的访问属性
适合应用层对象的持久化

7.其它

protostuff基protobuf协议，但不需要配置proto文件，直接导包即
Jboss marshaling 可以直接序列化java类，无须实java.io.Serializable接口
Message pack 一个高效的二进制序列化格式
Hessian 采用二进制协议的轻量级remoting onhttp工具
kryo 基于protobuf协议，只支持java语言,需要注册（Registration），然后序列化（Output），反序列化（Input）

8.性能对比图解

时间

在这里插入图片描述
空间

分析

XML序列化（Xstream）无论在性能和简洁性上比较差
Thrift与Protobuf相比在时空开销方面都有一定的劣势
Protobuf和Avro在两方面表现都非常优越

9.不同的场景适用的序列化协议：

对于公司间的系统调用，如果性能要求在100ms以上的服务，基于XML的SOAP协议是一个值得考虑的方案
基于Web browser的Ajax，以及Mobile app与服务端之间的通讯，JSON协议是首选。对于性能要求不太高，或者以动态类型语言为主，或者传输数据载荷很小的的运用场景，JSON也是非常不错的选择
对于调试环境比较恶劣的场景，采用JSON或XML能够极大的提高调试效率，降低系统开发成本
当对性能和简洁性有极高要求的场景，Protobuf，Thrift，Avro之间具有一定的竞争关系
对于T级别的数据的持久化应用场景，Protobuf和Avro是首要选择。如果持久化后的数据存储在Hadoop子项目里，Avro会是更好的选择
由于Avro的设计理念偏向于动态类型语言，对于动态语言为主的应用场景，Avro是更好的选择
对于持久层非Hadoop项目，以静态类型语言为主的应用场景，Protobuf会更符合静态类型语言工程师的开发习惯
如果需要提供一个完整的RPC解决方案，Thrift是一个好的选择
如果序列化之后需要支持不同的传输层协议，或者需要跨防火墙访问的高性能场景，Protobuf可以优先考虑