4.2　常用序列化框架

4.2.1　Java默认序列化

Java序列化是在JDK 1.1中引入的，是Java内核的重要特性之一。如果希望一个类对象是可序列化的，所要做的就是实现Serializable接口。Serializable是一个标记接口，不需要实现任何字段和方法。这就像是一种选择性加入的处理，通过它可以使类对象成为可序列化的对象。序列化处理是通过ObjectInputStream和ObjectOutputStream实现的，因此我们所要做的是基于它们进行一层封装，要么将其保存为文件，要么将其通过网络发送。我们来看一个简单的序列化示例。

步骤01　定义AyUser对象，并实现Serializable接口，具体代码如下所示：

步骤02　自定义序列化接口ISerializer，具体代码如下所示：

步骤03　实现序列化接口ISerializer，同时实现serialize、deserialize、serializeToFile和deserializeFromFile方法，具体代码如下所示：

步骤04　开发测试程序，具体代码如下所示：

运行main方法，将在控制台打印如下信息，同时可以在项目下找到tmp.out文件。

打开项目下的tmp.out文件，文件内容如图4-1所示。

图4-1　tmp.out文件内容

这里对tpm.out文件进行简单分析，具体如下：

第一部分：序列化文件头

AC ED：STREAM_MAGIC，声明使用了序列化协议。

00 05：STREAM_VERSION，序列化协议版本。

73：TC_OBJECT，声明这是一个新的对象。

第二部分：序列化的类的描述

72：TC_CLASSDESC，声明这里开始一个新Class。

00 1D：Class名字的长度为29。

63 6F 6D 2E … 73 65 72：AyUser，Class类名。

62 AE F9 09 05 48 6F FB：SerialVersionUID，序列化ID，如果没有指定，就会由算法随机生成一个8字节的ID。

02：标记号，该值声明该对象支持序列化。

00 02：该类所包含的域个数。

第三部分：对象中各个属性的描述

4C：域类型：Long。

00 02：域名字的长度。

69 64 74 00 10 4C 6A：id，域名字描述。

第四部分：对象的父类信息描述

Serializable没有父类，如果有，就和第二部分的描述相同。

78：TC_ENDBLOCKDATA，对象块结束的标志。

70：TC_NULL，说明没有其他超类的标志。

第五部分：对象属性的实际值

这里只是简单分析JDK默认序列化协议，读者可以在网络上参考更多资料。

Java默认的序列化机制缺点很明显：

（1）只支持Java语言，不支持其他语言。

（2）性能差，序列化后的码流大，对于引用过深的对象序列化容易引起OOM异常。

4.2.2　XML序列化框架

XML序列化使用标签表示数据，可读性高。但是序列化后码流较大，性能不高，适用于性能不高且QPS较低的企业级内部系统之间数据交换的场景。XML具有语言无关性，可用于异构系统间的数据交换协议。XML序列化和反序列化实现方式有多种，比如XStream和Java自带的XML序列化和反序列化方式等。我们主要讲解Java自带的XML序列化和反序列化方式，其他的方式读者可自己查资料学习。

Java自带的XML序列化和反序列化主要使用XMLEncoder和XMLDecoder类实现相应的功能，具体实例如下所示：

上述代码开发完成之后，运行main函数，将可以在控制台看到如下打印信息：

     id :1
     name :ay

同时，在项目的目录下会生成ayUser.xml文件，文件内容如下所示：

下面我们简单封装XML序列化类XMLSerializer供读者参考，具体代码如下所示：

4.2.3　JSON序列化框架

JSON（JavaScript Object Notation，JS对象简谱）是一种轻量级的数据交换格式。JSON可以支持任何数据类型，例如字符串、数字、对象、数组等。相对于XML，JSON码流更小，而且还保留了XML可读性好的优势。

JSON序列化常用的开源工具有Fastjson（阿里巴巴开源）、Jackson和Google开发的GSON。从性能角度来看，Jackson和Fastjson比GSON的性能好。从稳定性来看，Jackson、GSON相对Fastjson稳定性更好。

接下来，我们重点介绍Fastjson序列化框架，该框架的主要优点有：

• Fastjson具有极快的性能。
• 功能强大，完全支持Java Bean、集合、Map、日期、Enum，同时支持泛型、支持自省等。
• 无依赖，能够直接运行在Java SE 5.0以上版本。
• 易用的API操作。

使用Fastjson进行序列化和反序列化非常简单，具体步骤如下所示。

步骤01　添加Fastjson依赖包，具体代码如下所示：

步骤02　开发序列化类JsonSerializer，简单封装序列化和反序列化接口：

4.2.4　ProtoBuf序列化框架

Google Protocol Buffer（简称ProtoBuf）是一种轻便高效的结构化数据存储格式，与平台无关、与语言无关、可扩展，可用于通信协议和数据存储等领域。

ProtoBuf高性能解析且码流小，非常适合性能要求高的RPC调用。但是使用ProtoBuf需要编写.proto IDL文件，开发工作量稍大，且需要额外学习Proto IDL特有的语法。

下面我们开始学习如何使用ProtoBuf序列化框架实现对象的序列化和反序列化，具体步骤如下：

步骤01　下载ProtoBuf安装包，例如protobuf-all-3.6.1.tar。

步骤02　在终端执行解压命令：

     ### 解压protobuf-all-3.6.1.tar
     tar zxvf protobuf-all-3.6.1.tar

步骤03　在解压后的目录protobuf-3.6.1下执行命令：

步骤04　执行protoc --version命令检查是否安装成功，如果输出如下信息，就代表ProtoBuf安装成功。

     ### 安装成功输出结果
     libprotoc 3.6.1

ProtoBuf安装成功之后，紧接着学习如何使用ProtoBuf，具体步骤如下所示。

步骤01　创建用户类AyUser，具体代码如下所示：

步骤02　编写AyUser.proto文件，具体代码如下所示：

• syntax= "proto3"：指定正在使用Proto 3语法，如果没有指定编译器，就默认使用Proto 2。
• option java_package：表示自动生成代码时，将Java代码放入指定的package中。
• java_outer_classname：表示生成的Java类的名称。
• message：表示声明一个“类”，类似Java中的class。message中可以内嵌message，就像Java的内部类一样。一个message可以包含多个字段。ProtoBuf字段支持的数据类型如表4-1所示。

表4-1　ProtoBuf字段支持的类型汇总

步骤03　执行如下命令，生成相关的序列化工具类：

• java_out指定生成Java代码保存的目录，后面紧跟.proto文件的路径。

我们还可以在终端输入protoc --help命令查看protoc命令更多信息，具体代码如下所示：

步骤04　开发代码，将AyUser对象进行序列化和反序列化：

代码开发完成之后，运行main方法，便可以在控制台打印相关的信息。至此，使用ProtoBuf进行对象序列化和反序列化已完成，更多ProtoBuf相关的内容，读者可自主学习。