本文中JDK版本为1.8.0_151
1. Java序列化
Java中，类通过继承Serializable即可实现序列化功能，其中需要需要注意以下几点:
- 建议显示设置
serialVersionUID值，除非你能确定该类以后不会修改。关于serialVersionUID作用，请自行google - 如果需要定制化序列化方法，只需要添加方法
writeObject与writeObject - 如果忽略某些字段， 加上
transient即可
2. 测试代码
public class Test implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -7200951545614686243L;
private final int a;
public Test(int a) {
this.a = a;
}
public static void main(String[] args) {
try {
Test test = new Test(1);
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("test.txt", false);
ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
o.writeObject(test);
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("test.txt");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
Test t = (Test) objectInputStream.readObject();
System.out.println(t.a);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
3. 调用流程
writeObject() --> writeObject0() --> writeOrdinaryObjec() --> writeSerialData()
调用流程相对简单， 现在关注几个问题。
3.1 transient作用
调用逻辑在: writeObject0() --> ObjectStreamClass.lookup()--> new ObjectStreamClass() --> getSerialFields() --> getDefaultSerialFields()
private static ObjectStreamField[] getDefaultSerialFields(Class<?> cl) {
Field[] clFields = cl.getDeclaredFields();
ArrayList<ObjectStreamField> list = new ArrayList<>();
int mask = Modifier.STATIC | Modifier.TRANSIENT;
for (int i = 0; i < clFields.length; i++) {
if ((clFields[i].getModifiers() & mask) == 0) {
list.add(new ObjectStreamField(clFields[i], false, true));
}
}
int size = list.size();
return (size == 0) ? NO_FIELDS :
list.toArray(new ObjectStreamField[size]);
}
可以看到static与transient成员变量都会忽略。
3.2 serialVersionUID
调用逻辑在:
writeObject0() --> writeOrdinaryObject() --> writeClassDesc() --> writeNonProxyDesc() --> writeClassDescriptor() --> writeNonProxy() --> getSerialVersionUID() --> computeDefaultSUID()
仔细查看computeDefaultSUID() 可以知道如果没有显示设置serialVersionUID,Java会通过该算法计算出serialVersionUID， 如果类变了，计算出的serialVersionUID可能值不同。
3.3 writeObject与readObject
- 判断是否有
writeObject与readObject
private ObjectStreamClass(final Class<?> cl) {
...
writeObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "writeObject",
new Class<?>[] { ObjectOutputStream.class },
Void.TYPE);
readObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "readObject",
new Class<?>[] { ObjectInputStream.class },
Void.TYPE);
...
}
- 写对象时
private void writeSerialData(Object obj, ObjectStreamClass desc)
throws IOException
{
ObjectStreamClass.ClassDataSlot[] slots = desc.getClassDataLayout();
for (int i = 0; i < slots.length; i++) {
ObjectStreamClass slotDesc = slots[i].desc;
/**
boolean hasWriteObjectMethod() {
requireInitialized();
//如果用户写了writeObject, 则hasWriteObjectMethod返回true
return (writeObjectMethod != null);
}
*/
if (slotDesc.hasWriteObjectMethod()) {
...
slotDesc.invokeWriteObject(obj, this);
...
} else {
defaultWriteFields(obj, slotDesc);
}
}
4. 序列化文件格式与内容
4.1 文件结构
Java原生序列化文件格式
4.2 范例生成的文件内容
java序列化文件内容.png
4.3 文件内容详解
-
aced固定部分，值为ObjectOutputStream.STREAM_MAGIC -
0005固定部分，值为ObjectOutputStream.STREAM_VERSION -
73值为ObjectStreamConstants.TC_OBJECT -
72值为ObjectStreamConstants.TC_CLASSDESC -
002c类全限名length - 接下来35个字节的类全限名
-
9c11 14b8 b6d6 27dd序列化id -
02代表序列化类型ObjectStreamConstants.SC_SERIALIZABLE, 详细可以参考ObjectStreamClass#writeNonProxy -
0001代表只有一个可序列化的字段 -
49代表字段类型I, 代表是整形，具体可以参考ObjectStreamField#getClassSignature -
0001 61为对应字段名，0001代表列名长充，61即a -
78值为ObjectStreamConstants.TC_ENDBLOCKDATA -
70父类的ClassDesc, ClassDesc值为null, 内容为ObjectStreamConstants.TC_NULL -
0000001为对应的值
从以上内容看Java原生序列化没有采用任何可以减少空间的编码、压缩等方式，个人感觉至少有以下几个方向可以优化
- 引入高效编码, 如Vint、Bit、delta等编码
- 没有对同一类型的数据进行合并, 比如说将所有int类型的属性放在一起编码比逐个编码效率更高、占用空间更小
- 引入高效的压缩方法
后面有时间分析一下常用的几种高效的序列化框架的实现方式。
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