作者：
字節跳動技術團隊
序列化參數有枚舉屬性，序列化端增加一個枚舉，能否正常反序列化？序列化子類，它和父類有同名參數，反序列化時，同名參數能否能正常賦值？
背景
問題和思考：
- 序列化參數有枚舉屬性，序列化端增加一個枚舉，能否正常反序列化？
- 序列化子類，它和父類有同名參數，反序列化時，同名參數能否能正常賦值？
- 序列化對象增加參數，反序列化類不增加參數，能否正常反序列化？
- 用于序列化傳輸的屬性，用包裝器比較好，還是基本類型比較好？
為什么要使用序列化和反序列化
- 程序在運行過程中，產生的數據，不能一直保存在內存中，需要暫時或永久存儲到介質（如磁盤、數據庫、文件）里進行保存，也可能通過網絡發送給協作者。程序獲取原數據，需要從介質，或網絡傳輸獲得。傳輸的過程中，只能使用二進制流進行傳輸。
- 簡單的場景，基本類型數據傳輸。通過雙方約定好參數類型，數據接收方按照既定規則對二進制流進行反序列化。
- 復雜的場景，傳輸數據的參數類型可能包括：基本類型、包裝器類型、自定義類、枚舉、時間類型、字符串、容器等。很難簡單通過約定來反序列化二進制流。需要一個通用的協議，共雙方使用，進行序列化和反序列化。
三種序列化協議及對比
序列化協議 | 特點 |
jdk | 1. 序列化：除了 static、transient類型 |
fastjson | 1. 可讀性好，空間占用小 |
hessian | 1. 序列化：除了 static、transient 類型 |
對比
Father father = new Father();
father.name = "廚師";
father.comment = "川菜館";
father.simpleInt = 1;
father.boxInt = new Integer(10);
father.simpleDouble = 1;
father.boxDouble = new Double(10);
father.bigDecimal = new BigDecimal(11.5);
運行結果：
jdk序列化結果長度：626，耗時：55
jdk反序列化結果：Father{version=0, name='廚師', comment='川菜館', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗時：87
hessian序列化結果長度：182，耗時：56
hessian反序列化結果：Father{version=0, name='廚師', comment='川菜館', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗時：7
Fastjson序列化結果長度：119，耗時：225
Fastjson反序列化結果：Father{version=0, name='廚師', comment='川菜館', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗時：69
分析：
- jdk 序列化耗時最短，但是序列化結果長度最長，是其它兩種的 3 ～ 5 倍。
- fastjson 序列化結果長度最短，但是耗時是其它兩種的 4 倍左右。
- hessian 序列化耗時與 jdk 差別不大，遠小于 fastjson 序列化耗時。且與 jdk 相比，序列化結果占用空間非常有優勢。另外，hessian 的反序列化速度最快，耗時是其它兩種的 1/10。
- 綜上比較，hessian 在序列化和反序列化表現中，性能最優。
Hessian 序列化實戰
實驗準備
父類
public class Father implements Serializable {
/**
* 靜態類型不會被序列化
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
/**
* transient 不會被序列化
*/
transient int version = 0;
/**
* 名稱
*/
public String name;
/**
* 備注
*/
public String comment;
/**
* 包裝器類型1
*/
public Integer boxInt;
/**
* 基本類型1
*/
public int simpleInt;
/**
* 包裝器類型2
*/
public Double boxDouble;
/**
* 基本類型2
*/
public double simpleDouble;
/**
* BigDecimal
*/
public BigDecimal bigDecimal;
public Father() {
}
@Override
public String toString() {
return "Father{" +
"version=" + version +
", name='" + name + '\'' +
", comment='" + comment + '\'' +
", boxInt=" + boxInt +
", simpleInt=" + simpleInt +
", boxDouble=" + boxDouble +
", simpleDouble=" + simpleDouble +
", bigDecimal=" + bigDecimal +
'}';
}
}子類
public class Son extends Father {
/**
* 名稱，與father同名屬性
*/
public String name;
/**
* 自定義類
*/
public Attributes attributes;
/**
* 枚舉
*/
public Color color;
public Son() {
}
}屬性-自定義類
public class Attributes implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
public int value;
public String msg;
public Attributes() {
}
public Attributes(int value, String msg) {
this.value = value;
this.msg = msg;
}
}枚舉
public enum Color {
RED(1, "red"),
YELLOW(2, "yellow")
;
public int value;
public String msg;
Color() {
}
Color(int value, String msg) {
this.value = value;
this.msg = msg;
}
}使用到的對象及屬性設置
Son son = new Son();
son.name = "廚師"; // 父子類同名字段，只給子類屬性賦值
son.comment = "川菜館";
son.simpleInt = 1;
son.boxInt = new Integer(10);
son.simpleDouble = 1;
son.boxDouble = new Double(10);
son.bigDecimal = new BigDecimal(11.5);
son.color = Color.RED;
son.attributes = new Attributes(11, "hello");
運行結果分析
使用 Hessian 序列化，結果寫入文件，使用 vim 打開。使用 16 進制方式查看，查看命令：%!xxd
00000000: 4307 6474 6f2e 536f 6e9a 046e 616d 6504 C.dto.Son..name.
00000010: 6e61 6d65 0763 6f6d 6d65 6e74 0662 6f78 name.comment.box
00000020: 496e 7409 7369 6d70 6c65 496e 7409 626f Int.simpleInt.bo
00000030: 7844 6f75 626c 650c 7369 6d70 6c65 446f xDouble.simpleDo
00000040: 7562 6c65 0a61 7474 7269 6275 7465 7305 uble.attributes.
00000050: 636f 6c6f 720a 6269 6744 6563 696d 616c color.bigDecimal
00000060: 6002 e58e a8e5 b888 4e03 e5b7 9de8 8f9c `.......N.......
00000070: e9a6 869a 915d 0a5c 430e 6474 6f2e 4174 .....].\C.dto.At
00000080: 7472 6962 7574 6573 9205 7661 6c75 6503 tributes..value.
00000090: 6d73 6761 9b05 6865 6c6c 6f43 0964 746f msga..helloC.dto
000000a0: 2e43 6f6c 6f72 9104 6e61 6d65 6203 5245 .Color..nameb.RE
000000b0: 4443 146a 6176 612e 6d61 7468 2e42 6967 DC.java.math.Big
000000c0: 4465 6369 6d61 6c91 0576 616c 7565 6304 Decimal..valuec.
000000d0: 3131 2e35 0a 11.5.
對其中的十六進制數逐個分析，可以拆解為一下結構：參考 hessian 官方文檔，鏈接：http://hessian.caucho.com/doc/hessian-serialization.html
序列化原理
序列化規則：
- 被序列化的類必須實現了 Serializable 接口
- 靜態屬性和 transient 變量，不會被序列化。
- 枚舉類型在序列化后，存儲的是枚舉變量的名字
- 序列化結果的結構：類定義開始標識 C -> 類名長度+類名 -> 屬性數量 -> （逐個）屬性名長度+屬性名 -> 開始實例化標識 -> （按照屬性名順序，逐個設置）屬性值（發現某個屬性是一個對象，循環這個過程）
反序列化
通俗原理圖：
解釋：這是前邊的序列化文件，可以對著這個結構理解反序列化的過程。
解釋：讀取到“C”之后，它就知道接下來是一個類的定義，接著就開始讀取類名，屬性個數和每個屬性的名稱。并把這個類的定義緩存到一個_classDefs 的 list 里。
解釋：通過讀取序列化文件，獲得類名后，會加載這個類，并生成這個類的反序列化器。這里會生成一個_fieldMap，key 為反序列化端這個類所有屬性的名稱，value 為屬性對應的反序列化器。
解釋：讀到 6 打頭的 2 位十六進制數時，開始類的實例化和賦值。
遺留問題解答：
- 增加枚舉類型，反序列化不能正常讀取。
- 原因：枚舉類型序列化結果中，枚舉屬性對應的值是枚舉名。反序列化時，通過枚舉類類名+枚舉名反射生成枚舉對象。枚舉名找不到就會報錯。
- 反序列化為子類型，同名屬性值無法正常賦值。
- 序列化對象增加參數，反序列化可以正常運行。
原因：反序列化時，是先通過類名加載同名類，并生成同名類的反序列化器，同名類每個屬性對應的反序列化器存儲在一個 map 中。在反序列化二進制文件時，通過讀取到的屬性名，到 map 中獲取對應的反序列化器。若獲取不到，默認是 NullFieldDeserializer.DESER。待到讀值的時候，僅讀值，不作 set 操作
- 序列化和反序列化雙方都使用對象類型時，更改屬性類型，若序列化方不傳輸數據，序列化結果是‘N’，能正常反序列化。但是對于一方是基本類型，更改屬性類型后，因為 hessian 對于基本類型使用不同范圍的值域，所以無法正常序列化。
責任編輯：未麗燕
來源：
字節跳動技術團隊
