序列化和性能

通常人们认识的序列化类实现java.io.Serializable 像这样：

import java.io.*;

public class Pojo implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = L;

....

}

这种做法被广大程序员广泛应用，然而这种序列化的性能很低。它使用反射机制寻找序列化类的类变量和这些类变量的类型。大家都知道反射是一个非常消耗时间的处理过程。

我们如何能尽可能的在程序中减轻这种负载呢？有下面三种方法：

1.使用ObjectStreamField类
2.使用readObject / writeObject 方法
3.使用Externalizable 接口

在上面的方法中，性能最好的是使用Externalizable 接口。为了便于理解，将为不同的方法例举一个例子。

ObjectStreamField 类为序列化机制提供序列化对象的成员变量以及成员变量的类型。这样做的好是可以节约一部分时间，他不必通过反射机制去查询成员变量以及类型。关键字transient 仍然可以在这种方式下正常使用，不过在创建ObjectStreamField对象添加序列话成员变量的时候，剔除transient 标识的成员变量。

public class Pojo implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = 1L;

private String valueA = "SomeTextA";
private int valueB = 10;
private float valueC = 100f;
private double valueD = 100.100d;
private short valueE = 10;

// Getters and setters go here.

private static final ObjectStreamField[] serialPersistFields = {
new ObjectStreamField("valueA", String.class),
new ObjectStreamField("valueB", Integer.class),
new ObjectStreamField("valueC", Float.class),
new ObjectStreamField("valueD", Double.class),
new ObjectStreamField("valueE", Short.class)
};
}

就像你所看到的，为了提升性能得必须指明你所序列化的成员变量，当然除了transient 的成员变量。

第二种方法是使用readObject / writeObject 方法。

public class Pojo implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = 1L;

private String valueA = "SomeTextA";
private int valueB = 10;
private float valueC = 100f;
private double valueD = 100.100d;
private short valueE = 10;

// Getters and setters go here.

private void writeObject(ObjectOutputStream oos) throws IOException {
oos.writeUTF(valueA);
oos.writeInt(valueB);
oos.writeFloat(valueC);
oos.writeDouble(valueD);
oos.writeShort(valueE);
}

private void readObject(ObjectInputStream ois) throws IOException, ClassNotFoundException {
this.valueA = ois.readUTF();
this.valueB = ois.readInt();
this.valueC = ois.readFloat();
this.valueD= ois.readDouble();
this.valueE= ois.readShort();
}
}

这种方式包括了序列化的序列化和反序列化过程。就像上面所展示的，仍然需要声明Serializable 接口。

第三种方式使用Externalizable 接口。

public class Pojo implements Externalizable {

private static final long serialVersionUID = 1L;

private String valueA = "SomeTextA";
private int valueB = 10;
private float valueC = 100f;
private double valueD = 100.100d;
private short valueE = 10;

// Getters and setters go here.

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeUTF(valueA);
out.writeInt(valueB);
out.writeFloat(valueC);
out.writeDouble(valueD);
out.writeShort(valueE);
}

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
this.valueA = in.readUTF();
this.valueB = in.readInt();
this.valueC = in.readFloat();
this.valueD= in.readDouble();
this.valueE= in.readShort();
}
}

这种方式与readObject / writeObject 方式不同的是不再需要声明Serializable 接口， readObject / writeObject 方法使用ObjectOutput/ObjectInput 接口作为参数代理输入流输出流实现类，并且serialVersionUID 仍然可以使用。

下面将测试各种序列化方法所消耗的时间：

public class Run {

private static int TIMES = 500000;

public static void main(String[] args) {
Pojo sp = new Pojo();

long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i<TIMES;i++){
serialize(sp);
}
long duration = System.currentTimeMillis() - start;

System.out.println("Externalizable: " + duration + "ms.");
}

public static void serialize(Pojo o) {
try {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout);
out.writeObject(o);
out.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}

}

为了获得正确的测试结果，我们制定以下规则 。首先，不能测试一小部分对象，应该取较大的均值。第二，减小不必要的负载。如果测试程序快速产生大量的对象，会产生大量的垃圾收集。

在上面的代码中，我们仅序列化了50000个对象。并且没有将序列化的内容写入磁盘或者网络，因为会产生我们不希望的负载。

还有一点值得注意的是，如果有多个String类型的成员变量，他们之应该是不同的值。如果他们的值相同，那么他们引用的是同一个对象。

下面是不同jdk版本间的测试结果：

JDK 1.4.2_12

Serializable: 9766ms.
Streamfield: 9656ms.
Read/Write object: 7781ms.
Externalizable: 5875ms.

JDK 1.5.0_19

Serializable: 9016ms.
Streamfield: 8859ms.
Read/Write object: 7141ms.
Externalizable: 5610ms.

JDK 1.6.0 (B103)

Serializable: 7484ms.
Streamfield: 7312ms.
Read/Write object: 5610ms.
Externalizable: 4828ms.

有趣的是你可以发现使用Externalizable 接口提升了55%的性能。同时也可以看出jdk不同版本的垃圾收集器＆Hotpot引擎性能也在提升！