Hessian 序列化、反序列化
动手点关注干货不迷路
背景
问题和思考：
序列化参数有枚举属性，序列化端增加一个枚举，能否正常反序列化？
序列化子类，它和父类有同名参数，反序列化时，同名参数能否能正常赋值？
序列化对象增加参数，反序列化类不增加参数，能否正常反序列化？
用于序列化传输的属性，用包装器比较好，还是基本类型比较好？
为什么要使用序列化和反序列化
程序在运行过程中，产生的数据，不能一直保存在内存中，需要暂时或永久存储到介质（如磁盘、数据库、文件）里进行保存，也可能通过网络发送给协作者。程序获取原数据，需要从介质，或网络传输获得。传输的过程中，只能使用二进制流进行传输。
简单的场景，基本类型数据传输。通过双方约定好参数类型，数据接收方按照既定规则对二进制流进行反序列化。
复杂的场景，传输数据的参数类型可能包括：基本类型、包装器类型、自定义类、枚举、时间类型、字符串、容器等。很难简单通过约定来反序列化二进制流。需要一个通用的协议，共双方使用，进行序列化和反序列化。
三种序列化协议及对比
| 序列化协议 | 特点 |
|---|---|
| jdk （jdk 自带） |
1. 序列化：除了 static、transient类型 2. 特点：强类型，安全性高，序列化结果携带类型信息 3. 反序列化：基于 Field 机制 4. 应用场景：深拷贝 |
| fastjson （第三方实现） |
1. 可读性好，空间占用小 2. 特点：弱类型，序列化结果不携带类型信息，可读性强。有一些安全性问题 3. 反序列化：基于 Field 机制，兼容 Bean 机制 4. 应用场景：消息、透传对象 |
| hessian （第三方实现） |
1. 序列化：除了 static、transient 类型 2. 特点：强类型，体积小，可跨语言，序列化结果携带类型信息 3. 反序列化：基于 Field 机制，兼容 Bean 机制 4. 应用场景：RPC |
对比
Father father = new Father();
father.name = "厨师";
father.comment = "川菜馆";
father.simpleInt = 1;
father.boxInt = new Integer(10);
father.simpleDouble = 1;
father.boxDouble = new Double(10);
father.bigDecimal = new BigDecimal(11.5);运行结果：
jdk序列化结果长度：626，耗时：55
jdk反序列化结果：Father{version=0, name='厨师', comment='川菜馆', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗时：87
hessian序列化结果长度：182，耗时：56
hessian反序列化结果：Father{version=0, name='厨师', comment='川菜馆', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗时：7
Fastjson序列化结果长度：119，耗时：225
Fastjson反序列化结果：Father{version=0, name='厨师', comment='川菜馆', boxInt=10, simpleInt=1, boxDouble=10.0, simpleDouble=1.0, bigDecimal=11.5}耗时：69分析：
jdk 序列化耗时最短，但是序列化结果长度最长，是其它两种的 3 ～ 5 倍。
fastjson 序列化结果长度最短，但是耗时是其它两种的 4 倍左右。
hessian 序列化耗时与 jdk 差别不大，远小于 fastjson 序列化耗时。且与 jdk 相比，序列化结果占用空间非常有优势。另外，hessian 的反序列化速度最快，耗时是其它两种的 1/10。
综上比较，hessian 在序列化和反序列化表现中，性能最优。
Hessian 序列化实战
实验准备
父类
public class Father implements Serializable {
/**
* 静态类型不会被序列化
*/
private static final long serialVersionUID = 1L;
/**
* transient 不会被序列化
*/
transient int version = 0;
/**
* 名称
*/
public String name;
/**
* 备注
*/
public String comment;
/**
* 包装器类型1
*/
public Integer boxInt;
/**
* 基本类型1
*/
public int simpleInt;
/**
* 包装器类型2
*/
public Double boxDouble;
/**
* 基本类型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 +
'}';
}
}子类
public class Son extends Father {
/**
* 名称，与father同名属性
*/
public String name;
/**
* 自定义类
*/
public Attributes attributes;
/**
* 枚举
*/
public Color color;
public Son() {
}
}属性-自定义类
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;
}
}枚举
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;
}
}使用到的对象及属性设置
Son son = new Son();
son.name = "厨师"; // 父子类同名字段，只给子类属性赋值
son.comment = "川菜馆";
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");运行结果分析
使用 Hessian 序列化，结果写入文件，使用 vim 打开。使用 16 进制方式查看，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.对其中的十六进制数逐个分析，可以拆解为一下结构：参考 hessian 官方文档，链接：http://hessian.caucho.com/doc/hessian-serialization.html
序列化原理
序列化规则：
被序列化的类必须实现了 Serializable 接口
静态属性和 transient 变量，不会被序列化。
枚举类型在序列化后，存储的是枚举变量的名字
序列化结果的结构：类定义开始标识 C -> 类名长度+类名 -> 属性数量 -> （逐个）属性名长度+属性名 -> 开始实例化标识 -> （按照属性名顺序，逐个设置）属性值（发现某个属性是一个对象，循环这个过程）
反序列化
通俗原理图：
解释：这是前边的序列化文件，可以对着这个结构理解反序列化的过程。
解释：读取到“C”之后，它就知道接下来是一个类的定义，接着就开始读取类名，属性个数和每个属性的名称。并把这个类的定义缓存到一个_classDefs 的 list 里。
解释：通过读取序列化文件，获得类名后，会加载这个类，并生成这个类的反序列化器。这里会生成一个_fieldMap，key 为反序列化端这个类所有属性的名称，value 为属性对应的反序列化器。
解释：读到 6 打头的 2 位十六进制数时，开始类的实例化和赋值。
遗留问题解答：
增加枚举类型，反序列化不能正常读取。
-
原因：枚举类型序列化结果中，枚举属性对应的值是枚举名。反序列化时，通过枚举类类名+枚举名反射生成枚举对象。枚举名找不到就会报错。
反序列化为子类型，同名属性值无法正常赋值。
序列化对象增加参数，反序列化可以正常运行。
-
原因：反序列化时，是先通过类名加载同名类，并生成同名类的反序列化器，同名类每个属性对应的反序列化器存储在一个 map 中。在反序列化二进制文件时，通过读取到的属性名，到 map 中获取对应的反序列化器。若获取不到，默认是 NullFieldDeserializer.DESER。待到读值的时候，仅读值，不作 set 操作
序列化和反序列化双方都使用对象类型时，更改属性类型，若序列化方不传输数据，序列化结果是‘N’，能正常反序列化。但是对于一方是基本类型，更改属性类型后，因为 hessian 对于基本类型使用不同范围的值域，所以无法正常序列化。
参考文档：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/44787200
https://paper.seebug.org/1131/
hessian 官方文档：序列化规则http://hessian.caucho.com/doc/hessian-serialization.html#anchor10
ASCII 编码对照表http://ascii.911cha.com/