簡易之手寫序列化和反序列化框架

序列化和反序列化

gitee地址：https://gitee.com/kylin1991_admin/serializer-framework

1、概念

個人理解，序列化和反序列化就是一種壓縮和解壓的過程。壓縮和解壓講究一個速度和大小

2、translate

禁止序列化

3、破壞translate

java 和file 、javaXML 都可以通過重寫私有readObject和writeObject進行破壞translate修飾

其他框架默認不會，例如XStram、FastJson、Protobuf等默認不會序列化translate修飾的

4、手寫serialize框架

a、設計ISerializer接口

public interface ISerializer {

    <T> byte[] serialize(T obj);

    <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz);
}

b、子類JavaSerializer

public class JavaSerializer implements ISerializer {

    @Override
    public <T> byte[] serialize(T obj) {
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

        try {
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);

            objectOutputStream.writeObject(obj);

            return byteArrayOutputStream.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return new byte[0];
    }


    @Override
    public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(data);

        try {
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);

            return (T)objectInputStream.readObject();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

c、子類JavaXMLSerializer

public class JavaXMLSerializer implements ISerializer {


    // 使用java的，必須要進行 get set 方法。同時需要再類中註解  @XmlRootElement
    @Override
    public <T> byte[] serialize(T obj) {
        StringWriter sw = new StringWriter();
        try {
            JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(obj.getClass());

            Marshaller marshaller = context.createMarshaller();
            marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT,
                    Boolean.TRUE);
            marshaller.marshal(obj, sw);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return sw.toString().getBytes();
    }


    @Override
    public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {
        Object xmlObject = null;
        try {
            JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(clazz);
            // 進行將Xml轉成對象的核心接口
            Unmarshaller unmarshaller = context.createUnmarshaller();
            StringReader sr = new StringReader(new String(data));
            xmlObject = unmarshaller.unmarshal(sr);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return (T) xmlObject;

    }
}

d、子類FastJsonSerializer

public class FastJsonSerializer implements ISerializer {
    /*
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.68</version>
        </dependency>
    不能序列化translate修飾的字段
     */
    @Override
    public <T> byte[] serialize(T obj) {
        return JSONObject.toJSONBytes(obj);
    }

    @Override
    public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {
        return JSONObject.parseObject(new String(data), clazz);
    }
}

e、子類XtreamSerializer

public class XtreamSerializer implements ISerializer {
    private static final XStream xStream = new XStream();
    /*
        需要引入jar包
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.thoughtworks.xstream/xstream -->
        <dependency>
            <groupId>com.thoughtworks.xstream</groupId>
            <artifactId>xstream</artifactId>
            <version>1.4.11.1</version>
        </dependency>

        不能序列化translate修飾的字段
     */

    @Override
    public <T> byte[] serialize(T obj) {
        return xStream.toXML(obj).getBytes();
    }

    @Override
    public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {
        return (T) xStream.fromXML(new String(data));
    }
}

f、子類ProtostuffSerializer

public class ProtostuffSerializer implements ISerializer {
    private static LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(LinkedBuffer.DEFAULT_BUFFER_SIZE);
    private static Map<Class<?>, Schema<?>> schemaCache = new ConcurrentHashMap<>();

    /*
            <!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.protostuff/protostuff-core -->
        <dependency>
            <groupId>io.protostuff</groupId>
            <artifactId>protostuff-core</artifactId>
            <version>1.7.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/io.protostuff/protostuff-runtime -->
        <dependency>
            <groupId>io.protostuff</groupId>
            <artifactId>protostuff-runtime</artifactId>
            <version>1.7.0</version>
        </dependency>


        如果是用的protobuf的話會有點小麻煩，所以後面出來的protostuff(是一個基於protobuf實現的序列化方法)
        貌似有自己的語言  自己的編譯環境。。需要配置？
        可以配置protoc  用protoc來進行序列化和反序列化


    不能序列化translate修飾的字段
     */
    @Override
    public <T> byte[] serialize(T obj) {
        if (obj == null) {
            throw new NullPointerException();
        }
        Class<T> clazz = (Class<T>) obj.getClass();
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        byte[] data;
        try {
            data = ProtostuffIOUtil.toByteArray(obj, schema, buffer);
        } finally {
            buffer.clear();
        }

        return data;
    }

    @Override
    public <T> T deserialize(byte[] data, Class<T> clazz) {
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        T obj = schema.newMessage();
        ProtostuffIOUtil.mergeFrom(data, obj, schema);
        return obj;
    }

    /**
     *  保證schema單例
     * @param clazz
     * @param <T>
     * @return
     */
    private static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> clazz) {
        Schema<T> schema = (Schema<T>) schemaCache.get(clazz);
        if (schema == null) {
            //這個schema通過RuntimeSchema進行懶創建並緩存
            //所以可以一直調用RuntimeSchema.getSchema(),這個方法是線程安全的
            schema = RuntimeSchema.getSchema(clazz);
            if (schema != null) {
                schemaCache.put(clazz, schema);
            }
        }

        return schema;
    }

    /*
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.google.protobuf/protobuf-java -->
    <dependency>
        <groupId>com.google.protobuf</groupId>
        <artifactId>protobuf-java</artifactId>
        <version>3.11.4</version>
    </dependency>

     */

}

5、序列化框架介紹

XML 序列化框架介紹

XML 序列化的好處在於可讀性好，方便閱讀和調試。但是序列化以後的字節碼文件比較大，而且效率不高，適用於對性能不高，而且QPS較低的企業級內部系統之間的數據交換的場景，同時XML又具有語言無關性，所以還可以用於異構系統之間的數據交換和協議。比如我們熟知的Webservice，就是採用XML格式對數據進行序列化的。XML序列化/反序列化的實現方式有很多，熟知的方式有XStream和Java自帶的XML序列化和反序列化兩種

JSON 序列化框架

JSON（JavaScript Object Notation）是一種輕量級的數據交換格式，相對於XML來說，JSON 的字節流更小，而且可讀性也非常好。現在JSON數據格式在企業運用是最普遍的 JSON序列化常用的開源工具有很多

Jackson （https://github.com/FasterXML/jackson）
阿里開源的FastJson （https://github.com/alibaba/fastjon）
Google的GSON (https://github.com/google/gson) 這幾種 json 序列化工具中，Jackson 與 fastjson 要比 GSON 的性能要好，但是 Jackson、 GSON的穩定性要比Fastjson好。而fastjson的優勢在於提供的api非常容易使用

Hessian 序列化框架

Hessian是一個支持跨語言傳輸的二進制序列化協議，相對於Java默認的序列化機制來說， Hessian具有更好的性能和易用性，而且支持多種不同的語言
實際上 Dubbo 採用的就是 Hessian 序列化來實現，只不過 Dubbo 對 Hessian 進行了重構，性能更高

Avro 序列化

Avro是一個數據序列化系統，設計用於支持大批量數據交換的應用。它的主要特點有：支持二進制序列化方式，可以便捷，快速地處理大量數據；動態語言友好，Avro提供的機制使動態語言可以方便地處理Avro數據。

kyro 序列化框架

Kryo是一種非常成熟的序列化實現，已經在Hive、Storm）中使用得比較廣泛，不過它不能跨語言. 目前 dubbo 已經在 2.6 版本支持 kyro 的序列化機制。它的性能要優於之前的 hessian2

Protobuf 序列化框架

Protobuf是Google的一種數據交換格式，它獨立於語言、獨立於平臺。Google提供了多種語言來實現，比如Java、C、Go、Python，每一種實現都包含了相應語言的編譯器和庫文件， Protobuf是一個純粹的表示層協議，可以和各種傳輸層協議一起使用。 Protobuf使用比較廣泛，主要是空間開銷小和性能比較好，非常適合用於公司內部對性能要求高的 RPC 調用。另外由於解析性能比較高，序列化以後數據量相對較少，所以也可以應用在對象的持久化場景中但是要使用Protobuf會相對來說麻煩些，因爲他有自己的語法，有自己的編譯器，如果需要用到的話必須要去投入成本在這個技術的學習中

protobuf有個缺點就是要傳輸的每一個類的結構都要生成對應的proto文件，如果某個類發生修改，還得重新生成該類對應的proto文件

可以根據自己的情況接入各種序列化框架序列化對比地址：

https://github.com/eishay/jvm-serializers/wiki

除了以上，再看看如下的知識是否理解了？

1、什麼是序列化，Java是如何實現序列化的

針對對象的狀態進行保存，至於對象的方法，序列化不關心

2、如果一個子類實現了序列化，父類沒有實現，那麼父類中的成員變量能否被序列化？

3、你有了解過哪些序列化技術？以及他們之間的差異性？

4、transient是幹嘛的？

5、有什麼方法能夠繞過transient的機制。這個實現機制的原理是什麼？

6、serializable的安全性如何保證？7.有沒有了解過protobuf，它的序列化實現原理是什麼？

7、serialVersionUID的作用是什麼？如果我不設置serialVersionUID,有沒有問題？

簡易之手寫序列化和反序列化框架

序列化和反序列化

1、概念

2、translate

3、破壞translate

4、手寫serialize框架

a、設計ISerializer接口

b、子類JavaSerializer

c、子類JavaXMLSerializer

d、子類FastJsonSerializer

e、子類XtreamSerializer

f、子類ProtostuffSerializer

5、序列化框架介紹

XML 序列化框架介紹

JSON 序列化框架

Hessian 序列化框架

Avro 序列化

kyro 序列化框架

Protobuf 序列化框架

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