分布式系列三: 对象序列化

Posted 2021-01-06 walkinhalo

序列化可以解决分布式系统节点间复杂对象传输的问题. 将对象状态转化为可存储或可传输的过程叫序列化, 而反序列化是将其还原成对象的过程.

几种序列化机制

JDK的序列化

Java默认的序列化要求实现Serializable接口.

缺点:

1. 序列化的结果比较大, 占用字节多, 传输效率低
2. 仅Java实现, 不能跨语言

WebService

基于XML格式的传输.

Json方式

缺点:

1. 结果依然较大
2. 性能低

二进制传输

MessagePack
Protocal Buffer

Java的默认方式

// 使用了lombok
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class Car implements Serializable{

    // 版本号, java通过此版本号是否一致判断是否可以执行反序列化
    // 名称的数据类型必须准确,否则只是相当于定义一个普通的静态变量
    public static long serialVersionUID = -1244L;

    // 静态变量不序列化
    public static int age = 10;

    // 用protobuffer的话, 需要field上加Protobuffer的注解
    @Protobuf(fieldType = FieldType.INT32,order = 1)
    private int wheels;
    @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING,order = 2)
    private String name;

    // 瞬时变量, 不被序列化
    private transient String desc;

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //serializeCar();
        Car car = deSerializeCar();
        System.out.println(car.age);
        System.out.println(car.toString());
    }

    private static void serializeCar() throws IOException {
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("car")));
        Car car = new Car(4, "BMW", "fast....");
        objectOutputStream.writeObject(car);
        car.age = 12;
        objectOutputStream.close();
    }

    private static Car deSerializeCar() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ObjectInputStream objectInputStream;
        objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("car")));
        Car car = (Car) objectInputStream.readObject();
        return car;
    }
}

1. static final long serialVersionUID = -124L; 序列化版本号, 一致的版本才可以反序列化
2. 静态变量不参与序列化
3. transient 修饰的变量不序列化
4. 父类实现序列化接口,子类会继承; 子类实现但父类不实现, 则父类的字段不被序列化(代码略)
5. 序列化对象的存储: 同一对象的序列化,第二次将只存储第一个的引用及变化的部分,这样可以节省空间(代码略)
6. 实现深克隆, 参看设计模式五: 原型模式(Prototype)

常用序列化协议

• Json: Json是比较流行的序列化机制, Spring 默认的json序列化是使用Jackson, 阿里的FastJson效率更高且更易于使用.
• Protobuffer: 二进制序列化有性能和传输方面的优势. 还有MessagePackage
• Hessian2, Dobbo使用此协议
• XML
• FST

// FastJson的序列化和反序列化
String strJson = JSON.toJSONString(object);
Object object = JSON.parse(text);

//Hessian的序列化
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
Hessian2Output hessian2Output = new Hessian2Output(byteArrayOutputStream);
hessian2Output.writeObject(object);

//Protobuffer的序列化
Codec<Car> carCodec = ProtobufProxy.create(Car.class, false);
byte[] bytes = carCodec.encode(object);

序列化需要引用相关的包, 下面列出几个.

<!--jackson的序列化包-->
<dependency>
    <groupId>org.codehaus.jackson</groupId>
    <artifactId>jackson-mapper-asl</artifactId>
    <version>1.9.13</version>
</dependency>

<!--fastjson的序列化包-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.49</version>
</dependency>

<!--Protobuffer的序列化包,由百度封装,增加了易用性-->
<dependency>
    <groupId>com.baidu</groupId>
    <artifactId>jprotobuf</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>

<!--hessian的序列化包-->
<dependency>
    <groupId>com.caucho</groupId>
    <artifactId>hessian</artifactId>
    <version>4.0.51</version>
</dependency>