几种Java序列化方式的实现

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0、前言

本文主要对几种常见Java序列化方式进行实现。包括Java原生以流的方法进行的序列化、Json序列化、FastJson序列化、Protobuff序列化。

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1、Java原生序列化

Java原生序列化方法即通过Java原生流(InputStream和OutputStream之间的转化)的方式进行转化。需要注意的是JavaBean实体类必须实现Serializable接口，否则无法序列化。Java原生序列化代码示例如下所示：

package serialize;import java.io.BufferedInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/** * * @author liqqc * */public class JavaSerialize { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException { new JavaSerialize().start(); } public void start() throws IOException, ClassNotFoundException { User u = new User(); List friends = new ArrayList<>(); u.setUserName('张三'); u.setPassWord('123456'); u.setUserInfo('张三是一个很牛逼的人'); u.setFriends(friends); User f1 = new User(); f1.setUserName('李四'); f1.setPassWord('123456'); f1.setUserInfo('李四是一个很牛逼的人'); User f2 = new User(); f2.setUserName('王五'); f2.setPassWord('123456'); f2.setUserInfo('王五是一个很牛逼的人'); friends.add(f1); friends.add(f2); Long t1 = System.currentTimeMillis(); ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream obj = new ObjectOutputStream(out); for(int i = 0; i<10; i++) { obj.writeObject(u); } System.out.println('java serialize: ' +(System.currentTimeMillis() - t1) + 'ms; 总大小：' + out.toByteArray().length ); Long t2 = System.currentTimeMillis(); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(new java.io.ByteArrayInputStream(out.toByteArray()))); User user = (User) ois.readObject(); System.out.println('java deserialize: ' + (System.currentTimeMillis() - t2) + 'ms; User: ' + user); }}

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java serialize: 8ms; 总大小：420java deserialize: 1ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]

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2、Json序列化

Json序列化一般会使用jackson包，通过ObjectMapper类来进行一些操作，比如将对象转化为byte数组或者将json串转化为对象。现在的大多数公司都将json作为服务器端返回的数据格式。比如调用一个服务器接口，通常的请求为xxx.json?a=xxx&b=xxx的形式。Json序列化示例代码如下所示：

package serialize;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;/** * * @author liqqc * */public class JsonSerialize { public static void main(String[] args) throws IOException { new JsonSerialize().start(); } public void start() throws IOException { User u = new User(); List friends = new ArrayList<>(); u.setUserName('张三'); u.setPassWord('123456'); u.setUserInfo('张三是一个很牛逼的人'); u.setFriends(friends); User f1 = new User(); f1.setUserName('李四'); f1.setPassWord('123456'); f1.setUserInfo('李四是一个很牛逼的人'); User f2 = new User(); f2.setUserName('王五'); f2.setPassWord('123456'); f2.setUserInfo('王五是一个很牛逼的人'); friends.add(f1); friends.add(f2); ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); Long t1 = System.currentTimeMillis(); byte[] writeValueAsBytes = null; for (int i = 0; i < 10; i++) { writeValueAsBytes = mapper.writeValueAsBytes(u); } System.out.println('json serialize: ' + (System.currentTimeMillis() - t1) + 'ms; 总大小：' + writeValueAsBytes.length); Long t2 = System.currentTimeMillis(); User user = mapper.readValue(writeValueAsBytes, User.class); System.out.println('json deserialize: ' + (System.currentTimeMillis() - t2) + 'ms; User: ' + user); }}

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json serialize: 55ms; 总大小：341json deserialize: 35ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]

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3、FastJson序列化

fastjson 是由阿里巴巴开发的一个性能很好的Java 语言实现的 Json解析器和生成器。特点：速度快，测试表明fastjson具有极快的性能，超越任其他的java json parser。功能强大，完全支持java bean、集合、Map、日期、Enum，支持范型和自省。无依赖，能够直接运行在Java SE 5.0以上版本
支持Android。使用时候需引入FastJson第三方jar包。FastJson序列化代码示例如下所示：

package serialize;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import com.alibaba.fastjson.JSON;/** * * @author liqqc * */public class FastJsonSerialize { public static void main(String[] args) { new FastJsonSerialize().start(); } public void start(){ User u = new User(); List friends = new ArrayList<>(); u.setUserName('张三'); u.setPassWord('123456'); u.setUserInfo('张三是一个很牛逼的人'); u.setFriends(friends); User f1 = new User(); f1.setUserName('李四'); f1.setPassWord('123456'); f1.setUserInfo('李四是一个很牛逼的人'); User f2 = new User(); f2.setUserName('王五'); f2.setPassWord('123456'); f2.setUserInfo('王五是一个很牛逼的人'); friends.add(f1); friends.add(f2); //序列化 Long t1 = System.currentTimeMillis(); String text = null; for(int i = 0; i<10; i++) { text = JSON.toJSONString(u); } System.out.println('fastJson serialize: ' +(System.currentTimeMillis() - t1) + 'ms; 总大小：' + text.getBytes().length); //反序列化 Long t2 = System.currentTimeMillis(); User user = JSON.parseObject(text, User.class); System.out.println('fastJson serialize: ' + (System.currentTimeMillis() -t2) + 'ms; User: ' + user); }}

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运行结果：

fastJson serialize: 284ms; 总大小：269fastJson serialize: 26ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]

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4、ProtoBuff序列化

ProtocolBuffer是一种轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据序列化。适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。

优点：跨语言；序列化后数据占用空间比JSON小，JSON有一定的格式，在数据量上还有可以压缩的空间。

缺点：它以二进制的方式存储，无法直接读取编辑，除非你有 .proto 定义，否则无法直接读出 Protobuffer的任何内容。

其与thrift的对比：两者语法类似，都支持版本向后兼容和向前兼容，thrift侧重点是构建跨语言的可伸缩的服务，支持的语言多，同时提供了全套RPC解决方案，可以很方便的直接构建服务，不需要做太多其他的工作。 Protobuffer主要是一种序列化机制，在数据序列化上进行性能比较，Protobuffer相对较好。

ProtoBuff序列化对象可以很大程度上将其压缩，可以大大减少数据传输大小，提高系统性能。对于大量数据的缓存，也可以提高缓存中数据存储量。原始的ProtoBuff需要自己写.proto文件，通过编译器将其转换为java文件，显得比较繁琐。百度研发的jprotobuf框架将Google原始的protobuf进行了封装，对其进行简化，仅提供序列化和反序列化方法。其实用上也比较简洁，通过对JavaBean中的字段进行注解就行，不需要撰写.proto文件和实用编译器将其生成.java文件，百度的jprotobuf都替我们做了这些事情了。

一个带有jprotobuf注解的JavaBean如下所示，如果你想深入学习可以参照https://github.com/google/protobuf。

package serialize;import java.io.Serializable;import java.util.List;import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.FieldType;import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.annotation.Protobuf;public class User implements Serializable { private static final long serialVersionUID = -7890663945232864573L; @Protobuf(fieldType = FieldType.INT32, required = false, order = 1) private Integer userId; @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 2) private String userName; @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 3) private String passWord; @Protobuf(fieldType = FieldType.STRING, required = false, order = 4) private String userInfo; @Protobuf(fieldType = FieldType.OBJECT, required = false, order = 5) private List friends; public Integer getUserId() { return userId; } public void setUserId(Integer userId) { this.userId = userId; } public String getUserName() { return userName; } public void setUserName(String userName) { this.userName = userName; } public String getPassWord() { return passWord; } public void setPassWord(String passWord) { this.passWord = passWord; } public String getUserInfo() { return userInfo; } public void setUserInfo(String userInfo) { this.userInfo = userInfo; } public List getFriends() { return friends; } public void setFriends(List friends) { this.friends = friends; } @Override public String toString() { return 'User [userId=' + userId + ', userName=' + userName + ', passWord=' + passWord + ', userInfo=' + userInfo + ', friends=' + friends + ']'; }}

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jprotobuf序列化代码示例如下所示：

package serialize;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.Codec;import com.baidu.bjf.remoting.protobuf.ProtobufProxy;/** * * @author liqqc * */public class ProtoBuffSerialize { public static void main(String[] args) throws IOException { new ProtoBuffSerialize().start(); } public void start() throws IOException { Codec studentClassCodec = ProtobufProxy.create(User.class, false); User u2 = new User(); List friends = new ArrayList<>(); u2.setUserName('张三'); u2.setPassWord('123456'); u2.setUserInfo('张三是一个很牛逼的人'); u2.setFriends(friends); User f1 = new User(); f1.setUserName('李四'); f1.setPassWord('123456'); f1.setUserInfo('李四是一个很牛逼的人'); User f2 = new User(); f2.setUserName('王五'); f2.setPassWord('123456'); f2.setUserInfo('王五是一个很牛逼的人'); friends.add(f1); friends.add(f2); Long stime_jpb_encode = System.currentTimeMillis(); byte[] bytes = null; for(int i = 0; i<10; i++) { bytes = studentClassCodec.encode(u2); } System.out.println('jprotobuf序列化耗时：' + (System.currentTimeMillis() - stime_jpb_encode) + 'ms; 总大小：' + bytes.length); Long stime_jpb_decode = System.currentTimeMillis(); User user = studentClassCodec.decode(bytes); Long etime_jpb_decode = System.currentTimeMillis(); System.out.println('jprotobuf反序列化耗时：'+ (etime_jpb_decode-stime_jpb_decode) + 'ms; User: ' + user); }}

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jprotobuf序列化耗时：9ms; 总大小：148jprotobuf反序列化耗时：0ms; User: User [userId=null, userName=张三, passWord=123456, userInfo=张三是一个很牛逼的人, friends=[User [userId=null, userName=李四, passWord=123456, userInfo=李四是一个很牛逼的人, friends=null], User [userId=null, userName=王五, passWord=123456, userInfo=王五是一个很牛逼的人, friends=null]]]

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5、总结

我们通过Main方法来进行对比测试，（但是通过测试发现少量数据无法准确显示每种序列化方式的优劣，故这里无法给出比较好的答案，仅供参考）。示例代码如下所示：

package serialize;import java.io.IOException;/** * @author liqqc */public class Main { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { ProtoBuffSerialize protoBuffSerialize = new ProtoBuffSerialize(); protoBuffSerialize.start(); System.err.println(); System.err.println(); JavaSerialize javaSerialize = new JavaSerialize(); javaSerialize.start(); System.err.println(); JsonSerialize jsonSerialize = new JsonSerialize(); jsonSerialize.start(); System.err.println(); FastJsonSerialize fastJsonSerialize = new FastJsonSerialize(); fastJsonSerialize.start(); }}

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jprotobuf序列化耗时：7ms; 总大小：148jprotobuf反序列化耗时：0msjava serialize: 6ms; 总大小：420java deserialize: 1msjson serialize: 37ms; 总大小：341json deserialize: 27msfastJson serialize: 173ms; 总大小：269fastJson serialize: 35ms

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上面的测试仅供参考，并不能代表通过大量数据进行测试的结果。可以发现：序列化后对象的所占大小上：protobuff序列化所占总大小是最少的；其次是fastJson序列化；最后是json序列化和java原生序列化。对于序列化耗时，上面的测试不准。

还是去看看专业测试分析吧，具体情况可以进去看看https://github.com/eishay/jvm-serializers/wiki

本文仅仅简单介绍了下几种序列化方式的实现，并未经过大量测试对其进行对比分析，待后续有时间和精力在进行补充。

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