一、序列化與反序列化

序列化：指堆內(nèi)存中的java對象數(shù)據(jù)，通過某種方式把對存儲到磁盤文件中，或者傳遞給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點（網(wǎng)絡(luò)傳輸）。這個過程稱為序列化，通常是指將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο筠D(zhuǎn)化成二進(jìn)制的過程。

即將對象轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，用于保存，或者網(wǎng)絡(luò)傳輸。

反序列化：把磁盤文件中的對象數(shù)據(jù)或者把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的對象數(shù)據(jù)，恢復(fù)成Java對象模型的過程。也就是將在序列化過程中所生成的二進(jìn)制串轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者對象的過程

與序列化相反，將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成對象。

二、序列化的作用

① 想把內(nèi)存中的對象保存到一個文件中或者數(shù)據(jù)庫中時候；

② 想用套接字在網(wǎng)絡(luò)上傳送對象的時候；

③ 想通過RMI傳輸對象的時候

一些應(yīng)用場景，涉及到將對象轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制，序列化保證了能夠成功讀取到保存的對象。

三、java的序列化實現(xiàn)

要實現(xiàn)對象的序列化，最直接的操作就是實現(xiàn)Serializable接口

使用IO流中的對象流可以實現(xiàn)序列化操作，將對象保存到文件，再讀取出來。

首先創(chuàng)建一個對象，并實現(xiàn)Serializable接口：

import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

用對象流寫一個保存對象與讀取對象的工具類：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public class SerializeUtil {
    // 保存對象，序列化
    public static void saveObject(Object object) throws Exception {
        ObjectOutputStream out = null;
        FileOutputStream fout = null;
        try {
            fout = new FileOutputStream("D:/1.txt");
            out = new ObjectOutputStream(fout);
            out.writeObject(object);
        } finally {
            fout.close();
            out.close();
        }
    }
    // 讀取對象，反序列化
    public static Object readObject() throws Exception {
        ObjectInputStream in = null;
        FileInputStream fin = null;
        try {
            fin = new FileInputStream("D:/1.txt");
            in = new ObjectInputStream(fin);
            Object object = in.readObject();
            return object;
        } finally {
            fin.close();
            in.close();
        }
    }
}

測試：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("旭旭寶寶");
        user.setAge(33);
        // 保存
        try {
            SerializeUtil.saveObject(user);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("保存時異常：" + e.getMessage());
        }
        // 讀取
        User userObject;
        try {
            userObject = (User) SerializeUtil.readObject();
            System.out.println(userObject);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("讀取時異常：" + e.getMessage());
        }
    }
}

測試結(jié)果：

這里我們成功的進(jìn)行了一次將對象保存到文件中，再讀取了出來。如果此時，我們不實現(xiàn)序列化接口，就會出現(xiàn)異常了。我們?nèi)∠麑崿F(xiàn)的Serialiable接口代碼：

public class User {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

再測試Main方法：

可以看到此時報錯了，此時使用 e.printStackTrace();查看異常的詳細(xì)信息：

可以看到Unknown Source，因為沒有進(jìn)行序列化，所以無法進(jìn)行保存與讀取。

四、序列化ID的作用

可以看到，我們在進(jìn)行序列化時，加了一個serialVersionUID字段，這便是序列化ID

private static final long serialVersionUID = 1L;

這個序列化ID起著關(guān)鍵的作用，它決定著是否能夠成功反序列化！java的序列化機(jī)制是通過判斷運行時類的serialVersionUID來驗證版本一致性的，在進(jìn)行反序列化時，JVM會把傳進(jìn)來的字節(jié)流中的serialVersionUID與本地實體類中的serialVersionUID進(jìn)行比較，如果相同則認(rèn)為是一致的，便可以進(jìn)行反序列化，否則就會報序列化版本不一致的異常。

即序列化ID是為了保證成功進(jìn)行反序列化

五、默認(rèn)的序列化ID

當(dāng)我們一個實體類中沒有顯式的定義一個名為“serialVersionUID”、類型為long的變量時，Java序列化機(jī)制會根據(jù)編譯時的class自動生成一個serialVersionUID作為序列化版本比較，這種情況下，只有同一次編譯生成的class才會生成相同的serialVersionUID。譬如，當(dāng)我們編寫一個類時，隨著時間的推移，我們因為需求改動，需要在本地類中添加其他的字段，這個時候再反序列化時便會出現(xiàn)serialVersionUID不一致，導(dǎo)致反序列化失敗。那么如何解決呢？便是在本地類中添加一個“serialVersionUID”變量，值保持不變，便可以進(jìn)行序列化和反序列化。

如果沒有顯示指定serialVersionUID，會自動生成一個。
只有同一次編譯生成的class才會生成相同的serialVersionUID。
但是如果出現(xiàn)需求變動，Bean類發(fā)生改變，則會導(dǎo)致反序列化失敗。為了不出現(xiàn)這類的問題，所以我們最好還是顯式的指定一個
serialVersionUID。

六、序列化的其他問題

1、靜態(tài)變量不會被序列化（ static,transient）

2、當(dāng)一個父類實現(xiàn)序列化，子類自動實現(xiàn)序列化，不需要顯式實現(xiàn)Serializable接口。

3、當(dāng)一個對象的實例變量引用其他對象，序列化該對象時也把引用對象進(jìn)行序列化。

子類序列化時：
如果父類沒有實現(xiàn)Serializable接口，沒有提供默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，那么子類的序列化會出錯；
如果父類沒有實現(xiàn)Serializable接口，提供了默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，那么子類可以序列化，父類的成員變量不會被序列化。如果父類
實現(xiàn)了Serializable接口，則父類和子類都可以序列化。

七、使用效率更高的序列化框架—Protostuff

其實java的原生序列化方式（通過實現(xiàn)Serialiable接口），效率并不是最高的。

github上有一個分析序列化效率的項目：https://github.com/eishay/jvm-serializers/wiki

其中看的出來性能最優(yōu)的為google開發(fā)的colfer ，但是由于colfer的使用難度太大，而更多的都是使用protostuff序列化框架。適用改框架要引入兩個庫（core與runtime）。

①github地址：https://github.com/protostuff/protostuff

③如果用Maven，則添加依賴：

<dependency>
  <groupId>io.protostuff</groupId>
  <artifactId>protostuff-core</artifactId>
  <version>1.5.9</version>
</dependency>

<dependency>
  <groupId>io.protostuff</groupId>
  <artifactId>protostuff-core</artifactId>
  <version>1.5.9</version>
</dependency>

修改Main代碼

import com.dyuproject.protostuff.LinkedBuffer;
import com.dyuproject.protostuff.ProtobufIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.ProtostuffIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.Schema;
import com.dyuproject.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("旭旭寶寶");
        user.setAge(33);
        Schema<User> schema = RuntimeSchema.getSchema(User.class);
        // 保存對象，序列化，轉(zhuǎn)化二進(jìn)制數(shù)據(jù)
        LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(512);
        final byte[] protostuff;
        try {
            protostuff = ProtobufIOUtil.toByteArray(user, schema, buffer);
        } finally {
            buffer.clear();
        }
        // 讀取對象，反序列化
        User userObject = schema.newMessage();
        ProtostuffIOUtil.mergeFrom(protostuff, userObject, schema);
        System.out.println(userObject);
    }
}

User類，并未實現(xiàn)Serializable接口

public class User {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

測試結(jié)果：

若要要整合Redis使用，也可以寫成一個工具類：

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import com.dyuproject.protostuff.LinkedBuffer;
import com.dyuproject.protostuff.ProtobufIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.Schema;
import com.dyuproject.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
public class SerializeUtil {
    private static Map<Class<?>, Schema<?>> cachedSchema = new ConcurrentHashMap<>();
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> byte[] serializer(T obj) {
        Class<T> clazz = (Class<T>) obj.getClass();
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        return ProtobufIOUtil.toByteArray(obj, schema, LinkedBuffer.allocate(256));
    }
    public static <T> T deSerializer(byte[] bytes, Class<T> clazz) {
        T message;
        try {
            message = clazz.newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        ProtobufIOUtil.mergeFrom(bytes, message, schema);
        return message;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> clazz) {
        Schema<T> schema = (Schema<T>) cachedSchema.get(clazz);
        if (schema == null) {
            schema = RuntimeSchema.createFrom(clazz);
            if (schema != null) {
                cachedSchema.put(clazz, schema);
            }
        }
        return schema;
    }
}

這樣即使我們的User類就不用再實現(xiàn)Serialiable接口了，同樣可以進(jìn)行序列化，效率也更高。

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