Java序列化的几种方式

Bertha 。 2022-04-23 19:00 240阅读 0赞

序列化和反序列化  
序列化：可以将对象转化成一个字节序列，便于存储。  
反序列化：将序列化的字节序列还原  
优点：可以实现对象的”持久性”， 所谓持久性就是指对象的生命周期不取决于程序。

### 原生序列化方式 ###

序列化方式一： 实现Serializable接口(隐式序列化)

通过实现Serializable接口，这种是隐式序列化(不需要手动)，这种是最简单的序列化方式，会自动序列化所有非static和 transient关键字修饰的成员变量。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>class Student implements Serializable{
	private String name;
	private int age;
	public static int QQ = 1234;
	private transient String address = "CHINA";
	
	Student(String name, int age ){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public String toString() {
		return "name: " + name + "\n"
				+"age: " + age + "\n"
				+"QQ: " + QQ + "\n" 
				+ "address: " + address;
				
	}
	public void SetAge(int age) {
		this.age = age;
	}
}
public class SerializableDemo {
	public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
		//创建可序列化对象
		System.out.println("原来的对象：");
		Student stu = new Student("Ming", 16);
		System.out.println(stu);
		//创建序列化输出流
		ByteArrayOutputStream buff = new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(buff);
		//将序列化对象存入缓冲区
		out.writeObject(stu);
		//修改相关值
		Student.QQ = 6666; // 发现打印结果QQ的值被改变
		stu.SetAge(18);   //发现值没有被改变
		//从缓冲区取回被序列化的对象
		ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(buff.toByteArray()));
		Student newStu = (Student) in.readObject();
		System.out.println("序列化后取出的对象：");
		System.out.println(newStu);
		
	}
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

打印结果：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>原来的对象：
name: Ming
age: 16
QQ: 1234
address: CHINA
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

序列化后取出的对象：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>name: Ming
age: 16
QQ: 6666
address: null
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

发现address(被transient)和QQ(被static)也没有被序列化，中途修改QQ的值是为了以防读者误会QQ被序列化了。因为序列化可以保存对象的状态，但是QQ的值被改变了，说明没有被序列化。static成员不属于对象实例，可能被别的对象修改没办法序列化,序列化是序列对象。对于address被反序列化后由于没有对应的引用，所以为null。而且Serializable不会调用构造方法。  
PS：细心的可能发现序列化很诱人，可以保存对象的初始信息，在以后可以回到这个初始状态。

序列化方式二：实现Externalizable接口。(显式序列化)

Externalizable接口继承自Serializable, 我们在实现该接口时，必须实现writeExternal()和readExternal()方法，而且只能通过手动进行序列化，并且两个方法是自动调用的，因此，这个序列化过程是可控的，可以自己选择哪些部分序列化

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>public class Blip implements Externalizable{
	private int i ;
	private String s;
	public Blip() {}
	public Blip(String x, int a) {
		System.out.println("Blip (String x, int a)");
		s = x;
		i = a;
	}
	public String toString() {
		return s+i;
	}
	@Override
	public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("Blip.writeExternal");
		out.writeObject(s);
		out.writeInt(i);
//		
	}
	@Override
	public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("Blip.readExternal");
		s = (String)in.readObject();
		i = in.readInt();
	}
	public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
		System.out.println("Constructing objects");
		Blip b = new Blip("A Stirng", 47);
		System.out.println(b);
		ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("F://Demo//file1.txt"));
		System.out.println("保存对象");
		o.writeObject(b);
		o.close();
		//获得对象
		System.out.println("获取对象");
		ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("F://Demo//file1.txt"));
		System.out.println("Recovering b");
		b = (Blip)in.readObject();
		System.out.println(b);
	}
 
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

打印结果为：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>Constructing objects
Blip&nbsp;(String x, int a)
A Stirng47
保存对象
Blip.writeExternal
获取对象
Recovering b
Blip.readExternal
A Stirng47
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

当注释掉writeExternal和readExternal方法后打印结果为:

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>Constructing objects
Blip&nbsp;(String x, int a)
A Stirng47
保存对象
Blip.writeExternal
获取对象
Recovering b
Blip.readExternal
null0
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

说明：Externalizable类会调用public的构造函数先初始化对象，在调用所保存的内容将对象还原。假如构造方法不是public则会出现运行时错误。

序列化方式三：实现Serializable接口+添加writeObject()和readObject()方法。(显+隐序列化)

如果想将方式一和方式二的优点都用到的话，可以采用方式三， 先实现Serializable接口，并且添加writeObject()和readObject()方法。注意这里是添加，不是重写或者覆盖。但是添加的这两个方法必须有相应的格式。

1.  方法必须要被private修饰 —–>才能被调用
2.  第一行调用默认的defaultRead/WriteObject() —–>隐式序列化非static和transient
3.  调用read/writeObject()将获得的值赋给相应的值 —–>显式序列化

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>public class SerDemo implements Serializable{
	public transient int age = 23;
	public String name ;
	public SerDemo(){
		System.out.println("默认构造器。。。");
	}
	public SerDemo(String name) {
		this.name = name;
	}
	private  void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException {
		stream.defaultWriteObject();
		stream.writeInt(age);
	}
	private void readObject(ObjectInputStream stream) throws ClassNotFoundException, IOException {
		stream.defaultReadObject();
		age = stream.readInt();
	}
	
	public String toString() {
		return "年龄" + age + "  " + name; 
	}
	public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
		SerDemo stu = new SerDemo("Ming");
		ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
		ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout);
		out.writeObject(stu);
		ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray()));
		SerDemo stu1 = (SerDemo) in.readObject();
		System.out.println(stu1);
	}
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

打印结果为：

注释掉stream.writeInt(age)和age= stream.readInt()后：

方式三结合了显式和隐式序列化，Ming被正常序列化，由于age被trancient修饰，所以需要显式序列化。

### Json序列化 ###

Json序列化一般会使用jackson包，通过ObjectMapper类来进行一些操作，比如将对象转化为byte数组或者将json串转化为对象。现在的大多数公司都将json作为服务器端返回的数据格式。比如调用一个服务器接口，通常的请求为xxx.json?a=xxx&b=xxx的形式。Json序列化示例代码如下所示

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>package serialize;
 
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
/**
 * 
 * @author liqqc
 *
 */
public class JsonSerialize {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new JsonSerialize().start();
    }
 
    public void start() throws IOException {
        User u = new User();
        List&lt;User&gt; friends = new ArrayList&lt;&gt;();
        u.setUserName("张三");
        u.setPassWord("123456");
        u.setUserInfo("张三是一个很牛逼的人");
        u.setFriends(friends);
 
        User f1 = new User();
        f1.setUserName("李四");
        f1.setPassWord("123456");
        f1.setUserInfo("李四是一个很牛逼的人");
 
        User f2 = new User();
        f2.setUserName("王五");
        f2.setPassWord("123456");
        f2.setUserInfo("王五是一个很牛逼的人");
 
        friends.add(f1);
        friends.add(f2);
 
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        Long t1 = System.currentTimeMillis();
        byte[] writeValueAsBytes = null;
        for (int i = 0; i &lt; 10; i++) {
            writeValueAsBytes = mapper.writeValueAsBytes(u);
        }
        System.out.println("json serialize: " + (System.currentTimeMillis() - t1) + "ms; 总大小：" + writeValueAsBytes.length);
        Long t2 = System.currentTimeMillis();
        User user = mapper.readValue(writeValueAsBytes, User.class);
        System.out.println("json deserialize: " + (System.currentTimeMillis() - t2) + "ms; User: " + user);
 
    }
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行结果

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>json serialize: 55ms; 总大小：341
json deserialize: 35ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### FastJson序列化 ###

fastjson 是由阿里巴巴开发的一个性能很好的Java 语言实现的 Json解析器和生成器。特点：速度快，测试表明fastjson具有极快的性能，超越任其他的java json parser。功能强大，完全支持java bean、集合、Map、日期、Enum，支持范型和自省。无依赖，能够直接运行在Java SE 5.0以上版本  
支持Android。使用时候需引入FastJson第三方jar包。FastJson序列化代码示例如下所示

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>package serialize;
 
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
import com.alibaba.fastjson.JSON;
/**
 * 
 * @author liqqc
 *
 */
public class FastJsonSerialize {
 
    public static void main(String[] args) {
        new FastJsonSerialize().start();
    }
 
    public void start(){
        User u = new User();
        List&lt;User&gt; friends = new ArrayList&lt;&gt;();
        u.setUserName("张三");
        u.setPassWord("123456");
        u.setUserInfo("张三是一个很牛逼的人");
        u.setFriends(friends);
 
        User f1 = new User();
        f1.setUserName("李四");
        f1.setPassWord("123456");
        f1.setUserInfo("李四是一个很牛逼的人");
 
        User f2 = new User();
        f2.setUserName("王五");
        f2.setPassWord("123456");
        f2.setUserInfo("王五是一个很牛逼的人");
 
        friends.add(f1);
        friends.add(f2);
 
        //序列化  
        Long t1 = System.currentTimeMillis();
        String text = null;
        for(int i = 0; i&lt;10; i++) {
            text = JSON.toJSONString(u); 
        }
        System.out.println("fastJson serialize: " +(System.currentTimeMillis() - t1) + "ms; 总大小：" + text.getBytes().length);
        //反序列化  
        Long t2 = System.currentTimeMillis();
        User user = JSON.parseObject(text, User.class);
        System.out.println("fastJson serialize: " + (System.currentTimeMillis() -t2) + "ms; User: " + user);
    }
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行结果

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>fastJson serialize: 284ms; 总大小：269
fastJson serialize: 26ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]
</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 4、ProtoBuff序列化 ###

> ProtocolBuffer是一种轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据序列化。适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。
> 
> 优点：跨语言；序列化后数据占用空间比JSON小，JSON有一定的格式，在数据量上还有可以压缩的空间。
> 
> 缺点：它以二进制的方式存储，无法直接读取编辑，除非你有 .proto 定义，否则无法直接读出 Protobuffer的任何内容。
> 
> 其与thrift的对比：两者语法类似，都支持版本向后兼容和向前兼容，thrift侧重点是构建跨语言的可伸缩的服务，支持的语言多，同时提供了全套RPC解决方案，可以很方便的直接构建服务，不需要做太多其他的工作。 Protobuffer主要是一种序列化机制，在数据序列化上进行性能比较，Protobuffer相对较好。

ProtoBuff序列化对象可以很大程度上将其压缩，可以大大减少数据传输大小，提高系统性能。对于大量数据的缓存，也可以提高缓存中数据存储量。原始的ProtoBuff需要自己写.proto文件，通过编译器将其转换为java文件，显得比较繁琐。百度研发的jprotobuf框架将Google原始的protobuf进行了封装，对其进行简化，仅提供序列化和反序列化方法。其实用上也比较简洁，通过对JavaBean中的字段进行注解就行，不需要撰写.proto文件和实用编译器将其生成.java文件，百度的jprotobuf都替我们做了这些事情了。

一个带有jprotobuf注解的JavaBean如下所示

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>package serialize;
 
import java.io.Serializable;
import java.util.List;
import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.FieldType;
import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.annotation.Protobuf;
 
public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -7890663945232864573L;
 
    @Protobuf(fieldType = FieldType.INT32, required = false, order = 1)
    private Integer userId;
 
    @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 2)
    private String userName;
 
    @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 3)
    private String passWord;
 
    @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 4)
    private String userInfo;
 
    @Protobuf(fieldType = FieldType.OBJECT, required = false, order = 5)
    private List&lt;User&gt; friends;
 
    public Integer getUserId() {
        return userId;
    }
 
    public void setUserId(Integer userId) {
        this.userId = userId;
    }
 
    public String getUserName() {
        return userName;
    }
 
    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
 
    public String getPassWord() {
        return passWord;
    }
 
    public void setPassWord(String passWord) {
        this.passWord = passWord;
    }
 
    public String getUserInfo() {
        return userInfo;
    }
 
    public void setUserInfo(String userInfo) {
        this.userInfo = userInfo;
    }
 
    public List&lt;User&gt; getFriends() {
        return friends;
    }
 
    public void setFriends(List&lt;User&gt; friends) {
        this.friends = friends;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "User [userId=" + userId + ", userName=" + userName + ", passWord=" + passWord + ", userInfo=" + userInfo
                + ", friends=" + friends + "]";
    }
 
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

jprotobuf序列化代码示例如下所示

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>package serialize;
 
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.Codec;
import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.ProtobufProxy;
/**
 * 
 * @author liqqc
 *
 */
public class ProtoBuffSerialize {
 
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        new ProtoBuffSerialize().start();
    }
 
    public void start() throws IOException {
        Codec&lt;User&gt; studentClassCodec = ProtobufProxy.create(User.class, false);
 
        User u2 = new User();
        List&lt;User&gt; friends = new ArrayList&lt;&gt;();
        u2.setUserName("张三");
        u2.setPassWord("123456");
        u2.setUserInfo("张三是一个很牛逼的人");
        u2.setFriends(friends);
 
        User f1 = new User();
        f1.setUserName("李四");
        f1.setPassWord("123456");
        f1.setUserInfo("李四是一个很牛逼的人");
 
        User f2 = new User();
        f2.setUserName("王五");
        f2.setPassWord("123456");
        f2.setUserInfo("王五是一个很牛逼的人");
        friends.add(f1);
        friends.add(f2);
 
        Long stime_jpb_encode = System.currentTimeMillis();
        byte[] bytes = null;
        for(int i = 0; i&lt;10; i++) {
            bytes = studentClassCodec.encode(u2);
        }
        System.out.println("jprotobuf序列化耗时：" + (System.currentTimeMillis() - stime_jpb_encode) + "ms; 总大小：" + bytes.length);
 
        Long stime_jpb_decode = System.currentTimeMillis();
        User user = studentClassCodec.decode(bytes);
        Long etime_jpb_decode = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("jprotobuf反序列化耗时："+ (etime_jpb_decode-stime_jpb_decode) + "ms; User: " + user);
    }
 
}

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行结果

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre>jprotobuf序列化耗时：9ms; 总大小：148
jprotobuf反序列化耗时：0ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]

</pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>