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全网最详细最齐全的序列化技术及深度解析与

来源:语言识别 时间:2023/5/17
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这篇文章主要给大家讲解序列化和反序列化。

序列化是网络通信中非常重要的一个机制,好的序列化方式能够直接影响数据传输的性能。

序列化

所谓的序列化,就是把一个对象,转化为某种特定的形式,然后以数据流的方式传输。

比如把一个对象直接转化为二进制数据流进行传输。当然这个对象可以转化为其他形式之后再转化为数据流。

比如XML、JSON等格式。它们通过另外一种数据格式表达了一个对象的状态,然后再把这些数据转化为二进制数据流进行网络传输。

反序列化

反序列化是序列化的逆向过程,把字节数组反序列化为对象,把字节序列恢复为对象的过程成为对象的反序列化

序列化的高阶认识

前面的代码中演示了,如何通过JDK提供了Java对象的序列化方式实现对象序列化传输,主要通过输出流java.io.ObjctOutputStam和对象输入流java.io.ObjctInputStam来实现。

java.io.ObjctOutputStam:表示对象输出流,它的writObjct(Objctobj)方法可以对参数指定的obj对象进行序列化,把得到的字节序列写到一个目标输出流中。

java.io.ObjctInputStam:表示对象输入流,它的adObjct()方法源输入流中读取字节序列,再把它们反序列化成为一个对象,并将其返回

需要注意的是,被序列化的对象需要实现java.io.Srializabl接口

srialVrsionUID的作用

在IDEA中通过如下设置可以生成srializID,如图5-1所示

字面意思上是序列化的版本号,凡是实现Srializabl接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量。

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图5-1

下面演示一下srialVrsionUID的作用。首先需要创建一个普通的springboot项目,然后按照下面的步骤来进行演示

创建Usr对象

publicclassUsrimplmntsSrializabl{privatstaticfinallongsrialVrsionUID=-L;privatStringnam;privatintag;}

编写Java序列化的代码

publicclassJavaSrializr{publicstaticvoidmain(String[]args){Usrusr=nwUsr();usr.stAg(18);usr.stNam("Mic");srialToFil(usr);Systm.out.println("序列化成功,开始反序列化");Usrnusr=dsrialFromFil();Systm.out.println(nusr);}privatstaticvoidsrialToFil(Usrusr){try{ObjctOutputStamobjctOutputStam=nwObjctOutputStam(nwFilOutputStam(nwFil("usr")));objctOutputStam.writObjct(usr);}catch(IOExcption){.printStackTrac();}}privatstaticTTdsrialFromFil(){try{ObjctInputStamobjctInputStam=nwObjctInputStam(nwFilInputStam(nwFil("usr")));turn(T)objctInputStam.adObjct();}catch(IOExcption

ClassNotFoundExcption){.printStackTrac();}turnnull;}}

UID验证演示步骤

先将usr对象序列化到文件中

然后修改usr对象,增加srialVrsionUID字段

然后通过反序列化来把对象提取出来

演示预期结果:提示无法反序列化

结论

Java的序列化机制是通过判断类的srialVrsionUID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srialVrsionUID与本地相应实体类的srialVrsionUID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InvalidCastExcption。

从结果可以看出,文件流中的class和classpath中的class,也就是修改过后的class,不兼容了,出于安全机制考虑,程序抛出了错误,并且拒绝载入。从错误结果来看,如果没有为指定的class配置srialVrsionUID,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。所以,由于没有显指定srialVrsionUID,编译器又为我们生成了一个UID,当然和前面保存在文件中的那个不会一样了,于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此,只要我们自己指定了srialVrsionUID,就可以在序列化后,去添加一个字段,或者方法,而不会影响到后期的还原,还原后的对象照样可以使用,而且还多了方法或者属性可以用。

tips:srialVrsionUID有两种显示的生成方式:

一是默认的1L,比如:privatstaticfinallongsrialVrsionUID=1L;

二是根据类名、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.Srializabl接口的类没有显式地定义一个srialVrsionUID变量时候,Java序列化机制会根据编译的Class自动生成一个srialVrsionUID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,srialVrsionUID也不会变化的。

Transint关键字

Transint关键字的作用是控制变量的序列化,在变量声明前加上该关键字,可以阻止该变量被序列化到文件中,在被反序列化后,transint变量的值被设为初始值,如int型的是0,对象型的是null。

如果我们希望Usr类中的nam字段不序列化,则按照以下方案进行修改。

修改Usr类

publicclassUsrimplmntsSrializabl{privatstaticfinallongsrialVrsionUID=-L;privattransintStringnam;privatintag;}

测试效果

publicclassJavaSrializr{publicstaticvoidmain(String[]args){Usrusr=nwUsr();usr.stAg(18);usr.stNam("Mic");srialToFil(usr);Systm.out.println("序列化成功,开始反序列化");Usrnusr=dsrialFromFil();Systm.out.println(nusr.gtNam());//打印反序列化的结果,发现结果是NULL.}}

绕开transint机制

在Usr类中重写writObjct和adObjct方法。

publicclassUsrimplmntsSrializabl{privatstaticfinallongsrialVrsionUID=-L;privattransintStringnam;privatintag;privatvoidwritObjct(ObjctOutputStamout)throwsIOExcption{out.dfaultWritObjct();out.writObjct(nam);//增加写入nam字段}privatvoidadObjct(ObjctInputStamin)throwsExcption{in.dfaultRadObjct();nam=(String)in.adObjct();}}

这两个方法是在ObjctInputStam和ObjctOutputStam中,分别反序列化和序列化对象时反射调用目标对象中的这两个方法。

序列化的总结

Java序列化只是针对对象的状态进行保存,至于对象中的方法,序列化不关心

当一个父类实现了序列化,那么子类会自动实现序列化,不需要显示实现序列化接口

当一个对象的实例变量引用了其他对象,序列化这个对象的时候会自动把引用的对象也进行序列化(实现深度克隆)

当某个字段被申明为transint后,默认的序列化机制会忽略这个字段

被申明为transint的字段,如果需要序列化,可以添加两个私有方法:writObjct和adObjct

常见的序列化技术及优劣分析

随着分布式架构、微服务架构的普及。服务与服务之间的通信成了最基本的需求。这个时候,我们不仅需要考虑通信的性能,也需要考虑到语言多元化问题

所以,对于序列化来说,如何去提升序列化性能以及解决跨语言问题,就成了一个重点考虑的问题。

由于Java本身提供的序列化机制存在两个问题

序列化的数据比较大,传输效率低

其他语言无法识别和对接

以至于在后来的很长一段时间,基于XML格式编码的对象序列化机制成为了主流,一方面解决了多语言兼容问题,另一方面比二进制的序列化方式更容易理解。

以至于基于XML的SOAP协议及对应的WbSrvic框架在很长一段时间内成为各个主流开发语言的必备的技术。

再到后来,基于JSON的简单文本格式编码的HTTPREST接口又基本上取代了复杂的WbSrvic接口,成为分布式架构中远程通信的首要选择。

但是JSON序列化存储占用的空间大、性能低等问题,同时移动客户端应用需要更高效的传输数据来提升用户体验。在这种情况下与语言无关并且高效的二进制编码协议就成为了大家追求的热点技术之一。

首先诞生的一个开源的二进制序列化框架-MssagPack。它比googl的ProtocolBuffrs出现得还要早。

XML序列化框架介绍

XML序列化的好处在于可读性好,方便阅读和调试。但是序列化以后的字节码文件比较大,而且效率不高,适用于对性能不高,而且QPS较低的企业级内部系统之间的数据交换的场景,同时XML又具有语言无关性,所以还可以用于异构系统之间的数据交换和协议。比如我们熟知的Wbsrvic,就是采用XML格式对数据进行序列化的。XML序列化/反序列化的实现方式有很多,熟知的方式有XStam和Java自带的XML序列化和反序列化两种。

引入jar包

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