Beranda>Tutorial Pemrograman Jaringan>Tutorial Java

Analisis mendalam tentang mekanisme dan prinsip serialisasi Java

Penulis：Eve Cole Waktu Pembaruan：2024-11-24 10:48:02

Analisis Algoritma Serialisasi Java

Serialisasi adalah proses mendeskripsikan suatu objek sebagai serangkaian byte; deserialisasi adalah proses merekonstruksi byte-byte tersebut menjadi suatu objek. Java Serialization API menyediakan mekanisme standar untuk menangani serialisasi objek. Di sini Anda dapat mempelajari cara membuat serialisasi suatu objek, kapan serialisasi diperlukan, dan algoritma serialisasi Java. Kami menggunakan contoh untuk menunjukkan bagaimana byte setelah serialisasi menggambarkan informasi suatu objek.
Kebutuhan akan serialisasi

Di Java, semuanya adalah sebuah objek. Dalam lingkungan terdistribusi, seringkali diperlukan untuk mentransfer Objek dari satu jaringan atau perangkat ke jaringan atau perangkat lainnya. Hal ini memerlukan protokol yang dapat mengirimkan data pada kedua ujungnya. Mekanisme serialisasi Java diciptakan untuk mengatasi masalah ini.
Cara membuat serialisasi suatu objek

Prasyarat agar suatu objek dapat diserialkan adalah mengimplementasikan antarmuka Serializable. Antarmuka Serializable tidak memiliki metode dan lebih mirip penanda. Kelas dengan tag ini dapat diproses dengan mekanisme serialisasi.

Copy kode kodenya sebagai berikut:

import java.io.Serializable;
kelas TestSerial mengimplementasikan Serializable {
versi byte publik = 100;
jumlah byte publik = 0;
}

Kemudian kita menulis sebuah program untuk membuat serialisasi objek dan mengeluarkannya. ObjectOutputStream dapat mengeluarkan Object ke dalam aliran Byte. Kami menyimpan sementara aliran Byte di file temp.out.
Copy kode kodenya sebagai berikut:

public static void main(String args[]) melempar IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");
ObjectOutputStream oos = ObjectOutputStream baru(fos);
TestSerial ts = TestSerial baru();
oos.writeObject(ts);
oos.flush();
oos.close();
}

Jika Anda ingin membaca Bytes dari file persisten untuk merekonstruksi objek, kita bisa menggunakan ObjectInputStream.
Copy kode kodenya sebagai berikut:

public static void main(String args[]) melempar IOException {
FileInputStream fis = FileInputStream baru("temp.out");
ObjectInputStream oin = ObjectInputStream baru(fis);
TestSerial ts = (TestSerial) oin.readObject();
System.out.println("version="+ts.version);
}

Hasil eksekusinya adalah

100.
Format serialisasi objek

Seperti apa bentuk objek setelah diserialkan? Buka file temp.out yang baru saja kita serialkan dan hasilkan objeknya, dan tampilkan dalam heksadesimal. Kontennya harus sebagai berikut:

Copy kode kodenya sebagai berikut:

AC ED 00 05 73 72 00 0A 53 65 72 69 61 6C 54 65

73 74 A0 0C 34 00 FE B1 DD F9 02 00 02 42 00 05

63 6F 75 6E 74 42 00 07 76 65 72 73 69 6F 6E 78

70 00 64


Kumpulan byte ini digunakan untuk mendeskripsikan objek TestSerial setelah serialisasi. Kami memperhatikan bahwa hanya ada dua bidang di kelas TestSerial:

versi byte publik = 100;

jumlah byte publik = 0;

Keduanya bertipe byte. Secara teori, hanya diperlukan 2 byte untuk menyimpan kedua field ini, namun nyatanya temp.out menempati 51 byte, artinya selain data, juga mencakup deskripsi lain dari objek serial.
Algoritma serialisasi Java

Algoritma serialisasi umumnya melakukan langkah-langkah berikut:

◆Metadata kelas keluaran yang terkait dengan instance objek.

◆Output deskripsi superclass dari kelas tersebut secara rekursif hingga tidak ada lagi superclass.

◆Setelah metadata kelas selesai, nilai data aktual dari instance objek dikeluarkan mulai dari superclass tingkat atas.

◆Menghasilkan data instance secara rekursif dari atas ke bawah

Mari kita ilustrasikan dengan contoh lain yang mencakup lebih lengkap semua kemungkinan situasi:

Copy kode kodenya sebagai berikut:

induk kelas mengimplementasikan Serializable {
int versi induk = 10;
}

kelas berisi implementasi Serializable{
int berisiVersi = 11;
}

kelas publik SerialTest memperluas implementasi induk Serializable {
versi int = 66;
mengandung con = baru mengandung();
publik int getVersion() {
versi pengembalian;
}
public static void main(String args[]) melempar IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");
ObjectOutputStream oos = ObjectOutputStream baru(fos);
SerialTest st = SerialTest baru();
oos.writeObject(st);
oos.flush();
oos.close();
}
}


Contoh ini cukup jelas. Kelas SerialTest mengimplementasikan superkelas Induk dan juga menyimpan objek Kontainer secara internal.

Format serialnya adalah sebagai berikut:

AC ED 00 05 7372 00 0A 53 65 72 69 61 6C 54 65

73 74 05 52 81 5A AC 66 02 F6 02 00 0249 00 07

76 65 72 73 69 6F 6E4C00 03 63 6F 6E74 00 09

4C63 6F 6E 74 61 69 6E 3B 7872 00 06 70 61 72

65 6E 74 0E DB D2 BD 85 EE 63 7A 02 00 0149 00

0D 70 61 72 65 6E 74 56 65 72 73 69 6F 6E 78 70

0000000A 0000004273 72 00 07 63 6F 6E 74

61 69 6E FC BB E6 0E FB CB 60 C7 02 00 0149 00

0E 63 6F 6E 74 61 69 6E 56 65 72 73 69 6F 6E 78

700000000B

Mari kita lihat lebih dekat apa yang diwakili oleh byte-byte ini. Awal, lihat warna:

  1. AC ED: STREAM_MAGIC. Menyatakan bahwa protokol serialisasi digunakan.
  2. 00 05: STREAM_VERSION. Versi protokol serialisasi.
  3. 0x73: TC_OBJECT. Deklarasikan ini sebagai objek baru.

Langkah pertama dalam algoritma serialisasi adalah mengeluarkan deskripsi kelas objek yang terkait. Objek yang ditampilkan dalam contoh adalah turunan dari kelas SerialTest, sehingga deskripsi kelas SerialTest akan ditampilkan berikutnya. Lihat warna:

  1. 0x72: TC_CLASSDESC. Deklarasikan Kelas baru untuk dimulai di sini.
  2. 00 0A : Panjang nama Kelas.
  3. 53 65 72 69 61 6c 54 65 73 74: SerialTest, Nama kelas kelas.
  4. 05 52 81 5A AC 66 02 F6: SerialVersionUID, ID serialisasi. Jika tidak ditentukan, ID 8-byte akan dihasilkan secara acak oleh algoritme.
  5. 0x02: Nomor tag. Nilai ini menyatakan bahwa objek mendukung serialisasi.
  6. 00 02: Jumlah domain yang termasuk dalam kelas ini.

Selanjutnya, algoritma mengeluarkan salah satu bidang, inversion=66;

  1. 0x49: Tipe bidang. 49 mewakili "I", yaitu Int.
  2. 00 07: Panjang nama domain.
  3. 76 65 72 73 69 6F 6E: versi, deskripsi nama domain.

Kemudian, algoritme mengeluarkan domain berikutnya, mengandung con = new mengandung(); ini agak istimewa, ini adalah sebuah objek. Saat mendeskripsikan referensi tipe objek, Anda perlu menggunakan notasi tanda tangan objek standar JVM, lihat warna:

  1. 0x4C: Jenis domain.
  2. 00 03: Panjang nama domain.
  3. 63 6F 6E: Deskripsi nama domain, con
  4. 0x74: TC_STRING. Mewakili String baru.
  5. 00 09: Panjang Tali.
  6. 4C 63 6F 6E 74 61 69 6E 3B:Lcontain;, notasi tanda tangan objek standar JVM.
  7. 0x78: TC_ENDBLOCKDATA, tanda berakhirnya blok data objek

.Kemudian algoritma akan menampilkan deskripsi kelas super, yaitu kelas Induk. Lihat warnanya:

  1. 0x72: TC_CLASSDESC. Nyatakan ini adalah kelas baru.
  2. 00 06: Panjang nama kelas.
  3. 70 61 72 65 6E 74 : induk, deskripsi nama kelas.
  4. 0E DB D2 BD 85 EE 63 7A:SerialVersionUID, ID serialisasi.
  5. 0x02: Nomor tag. Nilai ini menyatakan bahwa objek mendukung serialisasi.
  6. 00 01: Jumlah bidang di kelas.

Selanjutnya, tampilkan deskripsi domain kelas induk, intparentVersion=100; lihat juga warna:

  1. 0x49: Tipe bidang. 49 mewakili "I", yaitu Int.
  2. 00 0D: Panjang nama domain.
  3. 70 61 72 65 6E 74 56 65 72 73 69 6F 6E: versi induk, deskripsi nama domain.
  4. 0x78: TC_ENDBLOCKDATA, tanda berakhirnya blok objek.
  5. 0x70: TC_NULL, menunjukkan bahwa tidak ada flag kelas super lainnya. .

Sejauh ini, algoritme telah mengeluarkan deskripsi semua kelas. Langkah selanjutnya adalah menampilkan nilai sebenarnya dari objek instance. Saat ini dimulai dari domain Kelas induk, lihat warna:

  1. 0000000A: 10, nilai bidang parentVersion.

Ada juga bidang kelas SerialTest:

  1. 00000042: 66, nilai bidang versi.

Byte berikutnya lebih menarik. Algoritme perlu mendeskripsikan informasi dari kelas isi. Ingat, kelas isi belum dijelaskan. Lihat warnanya:

  1. 0x73: TC_OBJECT, menyatakan bahwa ini adalah objek baru.
  2. 0x72: TC_CLASSDESC mendeklarasikan Kelas baru untuk dimulai di sini.
  3. 00 07: Panjang nama kelas.
  4. 63 6F 6E 74 61 69 6E: berisi, deskripsi nama kelas.
  5. FC BB E6 0E FB CB 60 C7:SerialVersionUID, ID serialisasi.
  6. 0x02: Berbagai tanda. Nomor tag. Nilai ini menyatakan bahwa objek mendukung serialisasi
  7. 00 01: Jumlah domain dalam kelas.

.Keluarkan deskripsi domain unik dari konten, intcontainVersion=11;

  1. 0x49: Tipe domain. 49 mewakili "I", yaitu Int..
  2. 00 0E: Panjang nama domain.
  3. 63 6F 6E 74 61 69 6E 56 65 72 73 69 6F 6E: versi berisi, deskripsi nama domain.
  4. 0x78: tanda akhir blok objek TC_ENDBLOCKDATA.

Saat ini, algoritme serialisasi akan memeriksa apakah konten memiliki superkelas, dan jika demikian, ia akan mengeluarkannya.

  1. 0x70: TC_NULL, tidak ada kelas super.

Terakhir, nilai domain sebenarnya dari kelas isi adalah keluaran.

  1. 0000000B: 11, nilai mengandungVersion.

Oke, kita sudah membahas tentang mekanisme dan prinsip serialisasi java, semoga bermanfaat bagi para mahasiswa.

Artikel Terkait