[java] 객체 직렬화 란 무엇입니까?

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다음은 Serialization에 대한 자세한 설명입니다 . (나의 블로그)

직렬화 :

직렬화는 객체의 상태를 유지하는 프로세스입니다. 일련의 바이트 형식으로 표시되고 저장됩니다. 파일에 저장할 수 있습니다. 파일에서 객체의 상태를 읽고 복원하는 과정을 역 직렬화라고합니다.

직렬화의 필요성은 무엇입니까?

현대 건축에서는 항상 객체 상태를 저장 한 다음 검색해야합니다. 예를 들어, Hibernate에서 객체를 저장하기 위해서는 Serializable 클래스를 만들어야한다. 그것은 일단 객체 상태가 바이트 형태로 저장되면 다른 시스템으로 전송되어 상태에서 읽고 클래스를 검색 할 수 있다는 것입니다. 객체 상태는 데이터베이스 또는 다른 jvm 또는 별도의 구성 요소에서 올 수 있습니다. Serialization의 도움으로 Object 상태를 검색 할 수 있습니다.

코드 예 및 설명 :

먼저 아이템 클래스를 살펴 봅시다 :

public class Item implements Serializable{

    /**
    *  This is the Serializable class
    */
    private static final long serialVersionUID = 475918891428093041L;
    private Long itemId;
    private String itemName;
    private transient Double itemCostPrice;
    public Item(Long itemId, String itemName, Double itemCostPrice) {
        super();
        this.itemId = itemId;
        this.itemName = itemName;
        this.itemCostPrice = itemCostPrice;
      }

      public Long getItemId() {
          return itemId;
      }

     @Override
      public String toString() {
          return "Item [itemId=" + itemId + ", itemName=" + itemName + ", itemCostPrice=" + itemCostPrice + "]";
       }


       public void setItemId(Long itemId) {
           this.itemId = itemId;
       }

       public String getItemName() {
           return itemName;
       }
       public void setItemName(String itemName) {
            this.itemName = itemName;
        }

       public Double getItemCostPrice() {
            return itemCostPrice;
        }

        public void setItemCostPrice(Double itemCostPrice) {
             this.itemCostPrice = itemCostPrice;
        }
}

위 코드에서 Item 클래스가 Serializable을 구현 하고 있음을 알 수 있습니다 .

클래스를 직렬화 할 수있는 인터페이스입니다.

이제 serialVersionUID 라는 변수가 Long 변수로 초기화 된 것을 볼 수 있습니다 . 이 숫자는 클래스 상태 및 클래스 속성에 따라 컴파일러에서 계산됩니다. 파일에서 객체의 상태를 읽을 때 jvm이 객체의 상태를 식별하는 데 도움이되는 숫자입니다.

이를 위해 공식 Oracle Documentation을 살펴볼 수 있습니다.

직렬화 런타임은 직렬화 가능 오브젝트의 송신자 및 수신자가 직렬화와 호환되는 해당 오브젝트에 대해 클래스를로드했는지 검증하기 위해 직렬화 해제 중에 사용되는 직렬 버전 UID라고하는 버전 번호를 각 직렬화 가능 클래스와 연관시킵니다. 수신자가 해당 송신자의 클래스와 다른 serialVersionUID를 가진 객체의 클래스를로드 한 경우 역 직렬화는 InvalidClassException을 발생시킵니다. 직렬화 가능 클래스는 static, final 및 long 유형이어야하는 “serialVersionUID”라는 필드를 선언하여 고유 한 serialVersionUID를 명시 적으로 선언 할 수 있습니다. ANY-ACCESS-MODIFIER static final long serialVersionUID = 42L; 직렬화 가능 클래스가 serialVersionUID를 명시 적으로 선언하지 않으면 직렬화 런타임은 Java (TM) 객체 직렬화 스펙에 설명 된대로 클래스의 다양한 측면을 기반으로 해당 클래스의 기본 serialVersionUID 값을 계산합니다. 그러나 기본 serialVersionUID 계산은 컴파일러 구현에 따라 달라질 수있는 클래스 세부 정보에 매우 민감하므로 역 직렬화 중에 예기치 않은 InvalidClassExceptions가 발생할 수 있으므로 모든 serializable 클래스는 serialVersionUID 값을 명시 적으로 선언하는 것이 좋습니다. 따라서 다른 Java 컴파일러 구현에서 일관된 serialVersionUID 값을 보장하려면 직렬화 가능 클래스가 명시 적 serialVersionUID 값을 선언해야합니다. 또한 명시적인 serialVersionUID 선언은 가능한 경우 전용 수정자를 사용하는 것이 좋습니다.

만약 당신이 우리가 사용한 다른 키워드가 transient 인 것을 눈치 채 셨다면 .

필드를 직렬화 할 수없는 경우 일시적으로 표시해야합니다. 여기서 itemCostPrice 를 일시적으로 표시하고 파일에 쓰지 않기를 원합니다.

이제 파일에 객체의 상태를 작성하고 거기서 읽는 방법을 살펴 보겠습니다.

public class SerializationExample {

    public static void main(String[] args){
        serialize();
       deserialize();
    }

    public static void serialize(){

         Item item = new Item(1L,"Pen", 12.55);
         System.out.println("Before Serialization" + item);

         FileOutputStream fileOut;
         try {
             fileOut = new FileOutputStream("/tmp/item.ser");
             ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
             out.writeObject(item);
             out.close();
             fileOut.close();
             System.out.println("Serialized data is saved in /tmp/item.ser");
           } catch (FileNotFoundException e) {

                  e.printStackTrace();
           } catch (IOException e) {

                  e.printStackTrace();
           }
      }

    public static void deserialize(){
        Item item;

        try {
                FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/item.ser");
                ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
                item = (Item) in.readObject();
                System.out.println("Serialized data is read from /tmp/item.ser");
                System.out.println("After Deserialization" + item);
        } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
               e.printStackTrace();
        }
     }
}

위에서 우리는 객체의 직렬화와 역 직렬화의 예를 볼 수 있습니다.

이를 위해 두 가지 클래스를 사용했습니다. 객체를 직렬화하기 위해 ObjectOutputStream을 사용했습니다. writeObject 메소드를 사용하여 파일에 오브젝트를 작성했습니다.

역 직렬화를 위해 파일에서 객체를 읽는 ObjectInputStream을 사용했습니다. readObject를 사용하여 파일에서 오브젝트 데이터를 읽습니다.

위 코드의 출력은 다음과 같습니다.

Before SerializationItem [itemId=1, itemName=Pen, itemCostPrice=12.55]
Serialized data is saved in /tmp/item.ser
After DeserializationItem [itemId=1, itemName=Pen, itemCostPrice=null]

공지 사항 것을 itemCostPrice 직렬화 된 객체는 널 (null) 이 작성되지 않았습니다으로가.

이 기사의 1 부에서 Java 직렬화의 기본 사항에 대해 이미 논의했다.

이제 자세히 살펴보고 작동 방식을 살펴 보겠습니다.

먼저 serialversionuid 부터 시작하겠습니다 .

의 serialVersionUID가 직렬화 가능 클래스의 버전 컨트롤로 사용됩니다.

serialVersionUID를 명시 적으로 선언하지 않으면 JVM은 Serializable 클래스의 다양한 속성에 따라 자동으로이를 수행합니다.

serialversionuid 계산의 Java 알고리즘 (자세한 내용은 여기를 참조하십시오)

1. 클래스 이름
   2. 클래스 수정자는 32 비트 정수로 작성되었습니다.
   3. 이름별로 정렬 된 각 인터페이스의 이름입니다.
   4. 클래스 이름별로 정렬 된 클래스의 각 필드 (개인 정적 및 개인 임시 필드 제외 : 필드 이름, 필드의 수정 자, 32 비트 정수로 기록 된 필드의 설명자)
   5. 클래스 이니셜 라이저가 존재하면 다음을 작성하십시오. 메소드 이름.
   6. 메소드의 수정 자 java.lang.reflect.Modifier.STATIC은 32 비트 정수로 작성됩니다.
   7. 메소드의 설명자 () V.
   8. 메소드 이름 및 서명별로 정렬 된 각각의 개인용이 아닌 생성자에 대해 다음과 같이하십시오. 메소드의 이름. 메소드의 수정자는 32 비트 정수로 작성됩니다. 메소드의 설명자
   9. 메소드 이름 및 서명별로 정렬 된 각각의 비 개인 메소드에 대해 : 메소드 이름. 메소드의 수정자는 32 비트 정수로 작성됩니다. 메소드의 설명자
   10. SHA-1 알고리즘은 DataOutputStream에 의해 생성 된 바이트 스트림에서 실행되며 5 개의 32 비트 값 sha [0..4]를 생성합니다. 해시 값은 SHA-1 메시지 요약의 첫 번째 및 두 번째 32 비트 값으로 구성됩니다. 메시지 다이제스트의 결과 인 5 개의 32 비트 단어 H0 H1 H2 H3 H4가 sha라는 5 개의 int 값의 배열에 있으면 해시 값은 다음과 같이 계산됩니다.

    long hash = ((sha[0] >>> 24) & 0xFF) |
>            ((sha[0] >>> 16) & 0xFF) << 8 |
>            ((sha[0] >>> 8) & 0xFF) << 16 |
>            ((sha[0] >>> 0) & 0xFF) << 24 |
>            ((sha[1] >>> 24) & 0xFF) << 32 |
>            ((sha[1] >>> 16) & 0xFF) << 40 |
>            ((sha[1] >>> 8) & 0xFF) << 48 |
>        ((sha[1] >>> 0) & 0xFF) << 56;

자바의 직렬화 알고리즘

객체를 직렬화하는 알고리즘은 다음과 같습니다.
1. 인스턴스와 관련된 클래스의 메타 데이터를 작성합니다.
2. java.lang.object를 찾을 때까지 수퍼 클래스의 설명을 재귀 적으로 작성합니다 .
3. 메타 데이터 정보 쓰기가 끝나면 인스턴스와 연결된 실제 데이터로 시작합니다. 그러나 이번에는 최상위 슈퍼 클래스에서 시작합니다.
4. 최소 수퍼 클래스에서 가장 파생 된 클래스에 이르기까지 인스턴스와 관련된 데이터를 재귀 적으로 씁니다.

명심해야 할 것들 :

1. 클래스의 정적 필드는 직렬화 할 수 없습니다.

   public class A implements Serializable{
        String s;
        static String staticString = "I won't be serializable";
   }

2. 읽기 버전에서 serialversionuid가 다른 경우 InvalidClassException예외 가 발생합니다.

3. 클래스가 직렬화 가능을 구현하면 모든 하위 클래스도 직렬화 가능합니다.

   public class A implements Serializable {....};
   
   public class B extends A{...} //also Serializable

4. 클래스에 다른 클래스에 대한 참조가있는 경우 모든 참조는 직렬화 가능해야합니다. 그렇지 않으면 직렬화 프로세스가 수행되지 않습니다. 이러한 경우 런타임에 NotSerializableException 이 발생합니다.

예 :

public class B{
     String s,
     A a; // class A needs to be serializable i.e. it must implement Serializable
}

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