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序列化的几种常见方式

news 2025/10/18 14:36:07

z在 Java 中，序列化（将对象转换为可传输 / 存储的格式）有多种实现方式，适用于不同场景（如网络传输、本地存储、跨语言交互等）。以下是常见的几种序列化方式及特点：

一、Java 原生序列化（JDK 自带）

原理：通过实现 java.io.Serializable 接口，使用 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 进行对象与字节流的转换。特点：

仅适用于 Java 语言，不支持跨语言。
序列化后为二进制字节流，可读性差。
性能一般，且存在版本兼容性问题（需显式声明 serialVersionUID 避免反序列化失败）。

示例：

import java.io.*;// 实现Serializable接口
class User implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L; // 显式声明版本号private String name;private int age;// 构造器、getter/setter省略
}// 序列化
public class NativeSerialization {public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {User user = new User("zhangsan", 25);// 序列化到文件ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("user.dat"));oos.writeObject(user);oos.close();// 反序列化ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.dat"));User deserializedUser = (User) ois.readObject();ois.close();}
}

二、JSON 序列化（最常用，跨语言）

原理：将对象转换为 JSON 字符串（文本格式），通过 JSON 解析库实现，支持跨语言（Java、Python、JavaScript 等通用）。常用库：

Jackson：Spring Boot 默认 JSON 库，性能好，功能全。
Gson：Google 开发，API 简洁，易用性强。
Fastjson：阿里巴巴开发，序列化速度快（但需注意版本安全性）。

特点：

文本格式，可读性强，便于调试。
跨语言兼容性好，是 HTTP 接口数据传输的首选。
不依赖 Java 特定接口，任何对象均可序列化（无需实现接口）。

示例（Jackson）：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;class User {private String name;private int age;// 构造器、getter/setter省略
}public class JsonSerialization {public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {User user = new User("zhangsan", 25);ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();// 序列化：对象 → JSON字符串String json = objectMapper.writeValueAsString(user);System.out.println(json); // {"name":"zhangsan","age":25}// 反序列化：JSON字符串 → 对象User deserializedUser = objectMapper.readValue(json, User.class);}
}

三、XML 序列化（传统格式）

原理：将对象转换为 XML 标签格式，通过 XML 解析库实现，曾广泛用于 SOAP 协议、配置文件等。常用库：

JAXB（Java Architecture for XML Binding）：JDK 自带（Java 9 + 需手动引入依赖），通过注解（@XmlRootElement、@XmlElement）映射对象与 XML。
XStream：第三方库，无需注解，易用性高。

特点：

文本格式，可读性强，但比 JSON 冗余（标签多）。
适合传统企业级应用（如旧版 WebService），现在逐渐被 JSON 替代。

示例（JAXB）：

import javax.xml.bind.JAXBContext;
import javax.xml.bind.JAXBException;
import javax.xml.bind.Marshaller;
import javax.xml.bind.Unmarshaller;
import javax.xml.bind.annotation.XmlRootElement;@XmlRootElement // 标记为XML根元素
class User {private String name;private int age;// 构造器、getter/setter省略
}public class XmlSerialization {public static void main(String[] args) throws JAXBException {User user = new User("zhangsan", 25);JAXBContext context = JAXBContext.newInstance(User.class);// 序列化：对象 → XML字符串Marshaller marshaller = context.createMarshaller();marshaller.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT, true); // 格式化输出marshaller.marshal(user, System.out); // 输出：<user><name>zhangsan</name><age>25</age></user>// 反序列化：XML字符串 → 对象Unmarshaller unmarshaller = context.createUnmarshaller();User deserializedUser = (User) unmarshaller.unmarshal(...); // 从XML输入流读取}
}

四、Protocol Buffers（Protobuf，高性能二进制）

原理：由 Google 开发的二进制序列化格式，通过预定义 .proto 文件定义数据结构，生成对应语言的代码，实现高效序列化。

特点：

二进制格式，体积小（比 JSON/XML 小 30%-50%），序列化 / 反序列化速度极快（比 JSON 快 5-10 倍）。
跨语言支持（Java、C++、Python 等），适合高性能场景（如分布式系统、大数据传输）。
需预定义 schema（.proto 文件），灵活性较低（schema 变更需重新生成代码）。

示例：

定义 .proto 文件（user.proto）：

syntax = "proto3";
message User {string name = 1;int32 age = 2;
}

2.生成 Java 代码（通过 Protobuf 编译器 protoc），得到 User.java。

3.序列化 / 反序列化

// 序列化
User user = User.newBuilder().setName("zhangsan").setAge(25).build();
byte[] bytes = user.toByteArray(); // 转换为字节数组// 反序列化
User deserializedUser = User.parseFrom(bytes);