锁定老帖子 主题:序列化的几种方式
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作者 | 正文 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
发表时间:2013-01-27
在java中socket传输数据时,数据类型往往比较难选择。可能要考虑带宽、跨语言、版本的兼容等问题。比较常见的做法有两种:一是把对象包装成JSON字符串传输,二是采用java对象的序列化和反序列化。随着Google工具protoBuf的开源,protobuf也是个不错的选择。对JSON,Object Serialize,ProtoBuf 做个对比。
定义一个待传输的对象UserVo: public class UserVo{ private String name; private int age; private long phone; private List<UserVo> friends; …… } 初始化UserVo的实例src: UserVo src = new UserVo(); src.setName("Yaoming"); src.setAge(30); src.setPhone(13789878978L); UserVo f1 = new UserVo(); f1.setName("tmac"); f1.setAge(32); f1.setPhone(138999898989L); UserVo f2 = new UserVo(); f2.setName("liuwei"); f2.setAge(29); f2.setPhone(138999899989L); List<UserVo> friends = new ArrayList<UserVo>(); friends.add(f1); friends.add(f2); src.setFriends(friends); JSON格式采用Google的gson-2.2.2.jar 进行转义 Gson gson = new Gson(); String json = gson.toJson(src); 得到的字符串: {"name":"Yaoming","age":30,"phone":13789878978,"friends":[{"name":"tmac","age":32,"phone":138999898989},{"name":"liuwei","age":29,"phone":138999899989}]} 字节数为153 Json的优点:明文结构一目了然,可以跨语言,属性的增加减少对解析端影响较小。缺点:字节数过多,依赖于不同的第三方类库。
Object SerializeUserVo实现Serializalbe接口,提供唯一的版本号: public class UserVo implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = -5726374138698742258L; private String name; private int age; private long phone; private List<UserVo> friends;
序列化方法: ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos); os.writeObject(src); os.flush(); os.close(); byte[] b = bos.toByteArray(); bos.close(); 字节数是238
反序列化: ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); vo = (UserVo) ois.readObject(); ois.close(); fis.close(); Object Serializalbe 优点:java原生支持,不需要提供第三方的类库,使用比较简单。缺点:无法跨语言,字节数占用比较大,某些情况下对于对象属性的变化比较敏感。 对象在进行序列化和反序列化的时候,必须实现Serializable接口,但并不强制声明唯一的serialVersionUID 是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。我们来做个测试: 思路一把UserVo中的serialVersionUID去掉,序列化保存。反序列化的时候,增加或减少个字段,看是否成功。 public class UserVo implements Serializable{ private String name; private int age; private long phone; private List<UserVo> friends;
保存到文件中: ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos); os.writeObject(src); os.flush(); os.close(); byte[] b = bos.toByteArray(); bos.close(); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile); fos.write(b); fos.close();
增加或者减少字段后,从文件中读出来,反序列化: FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); vo = (UserVo) ois.readObject(); ois.close(); fis.close();
结果:抛出异常信息 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: serialize.obj.UserVo; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 3305402508581390189, local class serialVersionUID = 7174371419787432394 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:560) at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1582) at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1495) at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1731) at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1328) at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:350) at serialize.obj.ObjectSerialize.read(ObjectSerialize.java:74) at serialize.obj.ObjectSerialize.main(ObjectSerialize.java:27) 思路二eclipse指定生成一个serialVersionUID,序列化保存,修改字段后反序列化 略去代码 结果:反序列化成功 结论如果没有明确指定serialVersionUID,序列化的时候会根据字段和特定的算法生成一个serialVersionUID,当属性有变化时这个id发生了变化,所以反序列化的时候就会失败。抛出“本地classd的唯一id和流中class的唯一id不匹配”。
jdk文档关于serialVersionUID的描述: 写道
如果可序列化类未显式声明 serialVersionUID,则序列化运行时将基于该类的各个方面计算该类的默认 serialVersionUID 值,如“Java(TM) 对象序列化规范”中所述。不过,强烈建议 所有可序列化类都显式声明 serialVersionUID 值,原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性,根据编译器实现的不同可能千差万别,这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。因此,为保证 serialVersionUID 值跨不同 java 编译器实现的一致性,序列化类必须声明一个明确的 serialVersionUID 值。还强烈建议使用 private 修饰符显示声明 serialVersionUID(如果可能),原因是这种声明仅应用于直接声明类 -- serialVersionUID 字段作为继承成员没有用处。数组类不能声明一个明确的 serialVersionUID,因此它们总是具有默认的计算值,但是数组类没有匹配 serialVersionUID 值的要求。
Google ProtoBufprotocol buffers 是google内部得一种传输协议,目前项目已经开源(http://code.google.com/p/protobuf/)。它定义了一种紧凑得可扩展得二进制协议格式,适合网络传输,并且针对多个语言有不同得版本可供选择。 以protobuf-2.5.0rc1为例,准备工作: 下载源码,解压,编译,安装 tar zxvf protobuf-2.5.0rc1.tar.gz ./configure ./make ./make install 测试: MacBook-Air:~ ming$ protoc --version libprotoc 2.5.0 安装成功!进入源码得java目录,用mvn工具编译生成所需得jar包,protobuf-java-2.5.0rc1.jar
1、编写.proto文件,命名UserVo.proto package serialize; option java_package = "serialize"; option java_outer_classname="UserVoProtos"; message UserVo{ optional string name = 1; optional int32 age = 2; optional int64 phone = 3; repeated serialize.UserVo friends = 4; }
2、在命令行利用protoc 工具生成builder类 protoc -IPATH=.proto文件所在得目录 --java_out=java文件的输出路径 .proto的名称 得到UserVoProtos类
3、编写序列化代码 UserVoProtos.UserVo.Builder builder = UserVoProtos.UserVo.newBuilder(); builder.setName("Yaoming"); builder.setAge(30); builder.setPhone(13789878978L); UserVoProtos.UserVo.Builder builder1 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder(); builder1.setName("tmac"); builder1.setAge(32); builder1.setPhone(138999898989L); UserVoProtos.UserVo.Builder builder2 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder(); builder2.setName("liuwei"); builder2.setAge(29); builder2.setPhone(138999899989L); builder.addFriends(builder1); builder.addFriends(builder2); UserVoProtos.UserVo vo = builder.build(); byte[] v = vo.toByteArray(); 字节数53
4、反序列化 UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb); System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());结果:tmac,反序列化成功 google protobuf 优点:字节数很小,适合网络传输节省io,跨语言 。缺点:需要依赖于工具生成代码。
工作机制proto文件是对数据的一个描述,包括字段名称,类型,字节中的位置。protoc工具读取proto文件生成对应builder代码的类库。protoc xxxxx --java_out=xxxxxx 生成java类库。builder类根据自己的算法把数据序列化成字节流,或者把字节流根据反射的原理反序列化成对象。官方的示例:https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/javatutorial。 proto文件中的字段类型和java中的对应关系: 详见:https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto
字段属性的描述:
写道
required: a well-formed message must have exactly one of this field.
optional: a well-formed message can have zero or one of this field (but not more than one). repeated: this field can be repeated any number of times (including zero) in a well-formed message. The order of the repeated values will be preserved. protobuf 在序列化和反序列化的时候,是依赖于.proto文件生成的builder类完成,字段的变化如果不表现在.proto文件中就不会影响反序列化,比较适合字段变化的情况。做个测试:
把UserVo序列化到文件中:
UserVoProtos.UserVo vo = builder.build(); byte[] v = vo.toByteArray(); FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile); fos.write(vo.toByteArray()); fos.close(); 为UserVo增加字段,对应的.proto文件:
package serialize; option java_package = "serialize"; option java_outer_classname="UserVoProtos"; message UserVo{ optional string name = 1; optional int32 age = 2; optional int64 phone = 3; repeated serialize.UserVo friends = 4; optional string address = 5; } 从文件中反序列化回来:
FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile); byte[] dstb = new byte[fis.available()]; for(int i=0;i<dstb.length;i++){ dstb[i] = (byte)fis.read(); } fis.close(); UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb); System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());成功得到结果。 三种方式对比传输同样的数据,google protobuf只有53个字节是最少的。结论:
以上测试用例覆盖面比较窄,可能无法正确反应真实情况仅代表个人观点,欢迎随时指正和讨论。 声明:ITeye文章版权属于作者,受法律保护。没有作者书面许可不得转载。
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发表时间:2013-01-30
好久没在这里看过这么好的文章了,谢谢分享。
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发表时间:2013-01-31
受益匪浅,值得学习
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发表时间:2013-02-01
个人比较喜欢JSON,不过protobuf这个新技术值得学习~
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发表时间:2013-02-03
吸收个新技术...
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发表时间:2013-02-03
很好不错,但是楼主有没有想过,通过自定义序列化方法,实现比java原生效果更好的结果
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发表时间:2013-02-04
viano 写道 很好不错,但是楼主有没有想过,通过自定义序列化方法,实现比java原生效果更好的结果
具体一点呢,觉得用json就可以做到了。 |
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发表时间:2013-02-05
还没有说xml了..不过不重要了..
我觉得应该吧序列化.和反序列化速度做个对比就更好了 |
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