高性能的序列化与反序列化：kryo的简单使用

Posted 2021-01-06 eguid

前言：kryo是个高效的java序列化/反序列化库，目前Twitter、yahoo、Apache、strom等等在使用该技术，比如Apache的spark、hive等大数据领域用的较多。

为什么使用kryo而不是其他？

因为性能足够好。比kyro更高效的序列化库就只有google的protobuf了（而且两者性能很接近），protobuf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（也可以都放在同一个proto文件中，如果考虑到扩展性的话，不建议放在一个proto文件中），如果某个类发生修改，还得重新生成该类对应的proto文件；另外考虑到项目中用的全部是java技术栈，不存在不同编程语言间的兼容性问题，因此最终采用了kryo作为序列化库。

使用场景：（数据交换或数据持久化）比如使用kryo把对象序列化成字节数组发送给消息队列或者放到redis等nosql中等等应用场景。

注意：由于kryo不是线程安全的，针对多线程情况下的使用，要对kryo进行一个简单的封装设计，从而可以多线程安全的使用序列化和反序列化

序列化和反序列化接口设计

1. /**
2. * 序列化工具（程序调用该接口来实现obj<->byte[]之间的序列化/反序列化）
3. * @author eguid
4. *
5. */
6. public interface Serializer{
7.  
8. /**
9. * 序列化
10. * @param t
11. * @param bytes
12. */
13. public void serialize(Object t,byte[] bytes);
14.  
15. /**
16. * 序列化
17. * @param obj
18. * @param bytes
19. * @param offset
20. * @param count
21. */
22. public void serialize(Object obj, byte[] bytes, int offset, int count);
23.  
24. /**
25. * 反序列化
26. * @param bytes -字节数组
27. * @return T<T>
28. */
29. public <T>T deserialize(byte[] bytes);
30.  
31.  
32. /**
33. * 反序列化
34. * @param bytes
35. * @param offset
36. * @param count
37. * @return
38. */
39. public <T>T deserialize(byte[] bytes, int offset, int count);
40.  
41. }

使用kryo实现上面的接口

1. /**
2. * 基于kyro的序列化/反序列化工具
3. *
4. * @author eguid
5. *
6. */
7. public class kryoSerializer implements Serializer {
8.  
9. // 由于kryo不是线程安全的，所以每个线程都使用独立的kryo
10. final ThreadLocal<Kryo> kryoLocal = new ThreadLocal<Kryo>() {
11. @Override
12. protected Kryo initialValue() {
13. Kryo kryo = new Kryo();
14. kryo.register(ct, new BeanSerializer<>(kryo, ct));
15. return kryo;
16. }
17. };
18. final ThreadLocal<Output> outputLocal = new ThreadLocal<Output>();
19. final ThreadLocal<Input> inputLocal = new ThreadLocal<Input>();
20. private Class<?> ct = null;
21.  
22. public kryoSerializer(Class<?> ct) {
23. this.ct = ct;
24. }
25.  
26. public Class<?> getCt() {
27. return ct;
28. }
29.  
30. public void setCt(Class<?> ct) {
31. this.ct = ct;
32. }
33.  
34. @Override
35. public void serialize(Object obj, byte[] bytes) {
36. Kryo kryo = getKryo();
37. Output output = getOutput(bytes);
38. kryo.writeObjectOrNull(output, obj, obj.getClass());
39. output.flush();
40. }
41.  
42. @Override
43. public void serialize(Object obj, byte[] bytes, int offset, int count) {
44. Kryo kryo = getKryo();
45. Output output = getOutput(bytes, offset, count);
46. kryo.writeObjectOrNull(output, obj, obj.getClass());
47. output.flush();
48. }
49.  
50. /**
51. * 获取kryo
52. *
53. * @param t
54. * @return
55. */
56. private Kryo getKryo() {
57. return kryoLocal.get();
58. }
59.  
60. /**
61. * 获取Output并设置初始数组
62. *
63. * @param bytes
64. * @return
65. */
66. private Output getOutput(byte[] bytes) {
67. Output output = null;
68. if ((output = outputLocal.get()) == null) {
69. output = new Output();
70. outputLocal.set(output);
71. }
72. if (bytes != null) {
73. output.setBuffer(bytes);
74. }
75. return output;
76. }
77.  
78. /**
79. * 获取Output
80. *
81. * @param bytes
82. * @return
83. */
84. private Output getOutput(byte[] bytes, int offset, int count) {
85. Output output = null;
86. if ((output = outputLocal.get()) == null) {
87. output = new Output();
88. outputLocal.set(output);
89. }
90. if (bytes != null) {
91. output.writeBytes(bytes, offset, count);
92. }
93. return output;
94. }
95.  
96. /**
97. * 获取Input
98. *
99. * @param bytes
100. * @param offset
101. * @param count
102. * @return
103. */
104. private Input getInput(byte[] bytes, int offset, int count) {
105. Input input = null;
106. if ((input = inputLocal.get()) == null) {
107. input = new Input();
108. inputLocal.set(input);
109. }
110. if (bytes != null) {
111. input.setBuffer(bytes, offset, count);
112. }
113. return input;
114. }
115.  
116. @SuppressWarnings("unchecked")
117. @Override
118. public <T> T deserialize(byte[] bytes, int offset, int count) {
119. Kryo kryo = getKryo();
120. Input input = getInput(bytes, offset, count);
121. return (T) kryo.readObjectOrNull(input, ct);
122. }
123.  
124. @Override
125. public <T> T deserialize(byte[] bytes) {
126. return deserialize(bytes, 0, bytes.length);
127. }

测试一下kryo的序列化和反序列化

为什么使用纳秒，而不用毫秒？与java原生的序列化反序列化要耗时几毫秒不同，kryo序列化和反序列化太快了，单个对象的序列化反序列化速度都在0.0x毫秒左右(如果电脑性能更好的话，会更快)

1. Serializer ser = new kryoSerializer(Msg.class);
2. for (int i = 0; i < 10; i++) {
3.  
4. Msg msg = new Msg();
5.  
6. msg.setVersion_flag(new byte[] { 1, 2, 3 });
7. msg.setCrc_code((short) 1);
8. msg.setMsg_body(new byte[] { 123, 123, 123, 43, 42, 1, 12, 45, 57, 98 });
9. byte[] bytes = new byte[300];
10. long start = System.nanoTime();
11. ser.serialize(msg, bytes);
12. System.err.println("序列化耗时：" + (System.nanoTime() - start));
13. System.out.println(msg);
14. System.out.println(Arrays.toString(bytes));
15.  
16. Msg newmsg = null;
17. start = System.nanoTime();
18. newmsg = ser.deserialize(bytes);
19. System.err.println("反序列化耗时：" + (System.nanoTime() - start));
20. System.out.println(newmsg);
21. }

----end----