深入分析序列化和反序列化原理，终于知道serialVersionUID到底有什么用了

不念不忘少年蓝@ 2024-03-31 10:54 40阅读 0赞

**一个问题引发的思考**  
下面是一个简单的socket通信demo。  
通信数据类：  
package com.zwx.serialize.demo;

public class SocketUser \{

public SocketUser(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    
    private String id;
    private String name;
    
    public String getId() {
        return id;
    }
    
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

\}  
**socket服务端：**  
package com.zwx.serialize.demo;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;  
import java.io.IOException;  
import java.io.ObjectInputStream;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;

public class SocketServer \{

public static void main(String[] args) {
        //ServerSocket用于TCP/IP中的客户端连接
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            //使用ServerSocket监听8888端口
            serverSocket = new ServerSocket(8888);
            //获取请求连接
            Socket socket = serverSocket.accept();
            ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());
            SocketUser user = (SocketUser) input.readObject();
            System.out.println(JSONObject.toJSONString(user));
    
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (null != serverSocket){
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
    
            }
        }
    }

socket客户端：  
package com.zwx.serialize.demo;

import java.io.IOException;  
import java.io.ObjectOutputStream;  
import java.net.Socket;

public class SocketClient \{

public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        ObjectOutputStream out = null;
        try {
            socket = new Socket("localhost",8888);
            SocketUser user = new SocketUser("1","张三");
            out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());
            out.writeObject(user);
    
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (null != out){
                try {
                    out.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (null != socket){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

接下来我们先启动socket服务端，然后再启动socket客户端，这时候客户端就会连接上服务端进行通讯数据传输。  
运行时却发现，报错了，提示我们没有序列化：  
![在这里插入图片描述][16344b2d91eb4624878ad5679d44681a.jpeg_pic_center]  
这时候我们把类SocketUser改一下,实现序列化接口：

**public class SocketUser implements Serializable\{**

再次运行，发现这时候服务端可以正常输出我们传入的SocketUser对象了：  
![在这里插入图片描述][0eb906ffd1ef45e28c64ca5806f1a1ba.png]  
所以我们可以知道，**当我们在远程通信的时候，必须要序列化数据才能正常传输**，那么到底什么是序列化，什么又是反序列化呢？

**什么是序列化和反序列化**  
   序列化：是把对象的状态信息转化为可存储或传输的形式过程，也就是把对象转化为字节序列的过程称为对象的序列化。  
   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称为对象的反序列化。  
为什么需要序列化  
序列化的本质是为了进行网络数据传输，而数据又只能够以二进制的形式在网络中进行传输，所以我们就需要把对象转为二进制的形式，也就是需要序列化这么一个过程，而因为二进制形式对我们使用者来说是不方便的，所以就需要有一个反序列化的过程，将数据重新还原。  
**序列化方式**  
1、Java自带的序列化方式（实现Serializable 接口），2、json序列化，xml序列化等（变为字符数组传输二进制数据流，Restful接口里请求响应通用做法）。  
**serialVersionUID的作用**  
当我们在实现序列化接口Serializable时候，可以手动生成一个serialVersionUID，有两种表现形式：

private static final long serialVersionUID = -2426545572670767992L;  
private static final long serialVersionUID = 1L;

那么这两种形式有什么区别？serialVersionUID 又到底有什么用呢？为了说明这两个问题，我们还是先来看一个例子：  
SocketUser沿用上面的类，但是不要添加serialVersionUID属性  
package com.zwx.serialize;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;  
import com.zwx.serialize.demo.SocketUser;  
import java.io.\*;

public class TestJavaSerialize \{

public static void main(String[] args) {
    	//代码片段A：序列化
        SocketUser socketUser = new SocketUser("1","张三");
        serialize(socketUser);
         //代码片段B：反序列化
        //SocketUser socketUser2 = deSerialize();
        //System.out.println(JSONObject.toJSONString(socketUser2));
    
    }
    
    static void serialize(SocketUser user){
    
        try {
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("G:\\user")));
            out.writeObject(user);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    static SocketUser deSerialize(){
        try {
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("G:\\user")));
            return (SocketUser) in.readObject();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

\}  
上面的例子中，我们把创建好的SocketUser对象初始化到了本地文件中，然后先不要反序列化，我们在SocketUser类中自动生成serialVersionUID = -2426545572670767992L;

然后把上面的代码片段A注释掉，把代码片段B打开注释，运行，发现反序列化成功，这个没有问题。好，那我们把serialVersionUID = -2426545572670767992L;换成serialVersionUID =1L，再去运行，这时候发现报错了:  
![在这里插入图片描述][af8a934dde434b52be7143a17e568575.png]  
这是因为如果我们没有生成serialVersionUID的话，那么当序列化的时候，会自动在序列化对象中自动生成serialVersionUID，而如果我们没有修改过类中的方法和属性，这个值是不会变的，所以我们序列化之后再去生成serialVersionUID，因为算法一直，所以两边的UID依然是相同的，但是我们改成了1L就不行了，会导致UID不相等，无法反序列化，当然，如果我们手动修改serialVersionUID值，也会导致匹配不上，或者说我们修改了类的属性和方法之后再去重新生成，也会导致匹配不上而无法反序列化。  
serialVersionUID的两种表现形式  
**serialVersionUID默认有两种表现方式：**

*  一种是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个 64 位的哈希字段。  
    比如：private static final long serialVersionUID = -2426545572670767992L;。
 *  另一种就是1L。  
    比如private static final long serialVersionUID = 1L;  
    如果我们没有手动生成serialVersionUID，则系统会默认采用第一种方式生成，如果我们此时又手动采用了第二种方式生成serialVersionUID，那么反序列化的时候就会发现两边的UID匹配不上，导致反序列化失败。  
    **Transient关键字**  
    **Transient 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，transient 变量的值被设为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是null**。  
    如我们把上面的name属性加上transient 关键字之后再去序列化：  
    private transient String name;  
    然后反序列化可以看到name=null：  
    不过，我们有办法可以绕开transient 关键字，从而使得transient 关键字失效。这就是下面的两个方法：writeObject和readObject的作用了。

**writeObject和readObject**  
我们把上面的SocketUser类进行一下改写：

package com.zwx.serialize.demo;

import java.io.IOException;  
import java.io.Serializable;

public class SocketUser implements Serializable\{

public SocketUser(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    
    private String id;
    private transient String name;
    
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws IOException {
        s.defaultWriteObject();
        s.writeObject(name);
    }
    
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException {
        s.defaultReadObject();
        name=(String)s.readObject();
    }
    
    public String getId() {
        return id;
    }
    
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

\}  
然后再去序列化和反序列化，发现name属性已经可以被反序列化出来了：  
![在这里插入图片描述][67006bf99bad46319e3067bce0f7d98a.png]  
实际输出的时候还是没有name的属性  
![在这里插入图片描述][941a84529f384d26a95af81c7051874f.png]  
**Java序列化特点**

**1、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。**  
**2、当一个父类实现了序列化，那么子类会自动实现序列化，不需要显式实现序列化接口。**  
**3、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）。**  
4、当某个字段被申明为transient后，默认的序列化机制会忽略这个字段。  
5、被申明为transient 的字段，如果需要序列化，可以添加两个私有方法：writeObject 和 readObject 。

**Java序列化缺点**  
如果会用Java序列化会有两个缺点：

*  不能跨语言。序列化本身就是为了数据传输，那么不能跨语言，就说明通信的对方也必须是Java语言才行，这一点就造成了很大的局限性。
 *  序列化之后数据比较大。远程通信数据包越小效率就越高，所以序列化之后的二进制流越小，性能越高。  
    **常用三种序列化方式对比**  
    同样一个对象，序列化之后的大小FastJson是最小的，而XML最大。而数据包越大，相对来说通讯的性能就会越低。

**针对性能要求不高的场景，可以采用基于XML的SOAP协议。  
基于前后端分离，或者独立的对外的 api 服务，选用JSON是比较好的，对于调试、可读性都很不错。**

**其他序列化**

**Hessian序列化：**  
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，而且支持多种不同的语言。实际上**Dubbo采用的就是Hessian 序列化**来实现，只不过**Dubbo对Hessian进行了重构，性能更高**。  
**Protobuf 序列化：**  
Protobuf是Google的一种数据交换格式，它独立于语言、独立于平台。Google提供了多种语言来实现，比如Java、C、Go、Python，每一种实现都包含了相应语言的编译器和库文件， Protobuf是一个纯粹的表示层协议，可以和各种传输层协议一起使用。 Protobuf使用比较广泛，主要是空间开销小和性能比较好，非常适合用于公司内部对性能要求高的 **RPC调用**。 另外由于解析性能比较高，序列化以后数据量相对较少，所以也可以应用在对象的持久化场景中。  
Protobuf使用会相对麻烦些，因为他有自己的语法，有自己的编译器，如果需要用到的话必须要去投入成本在这个技术的学习中 。  
protobuf还有个缺点就是要传输的每一个类的结构都要生成对应的proto文件，如果某个类发生修改，还得重新生成该类对应的proto文件。

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