【命运只会眷顾努力的人】泛型与序列化

更新日期：2022/03/22 ：第一版做成。
更新日期：2022/10/13 ：更新泛型定义，更清晰易懂。
生命不息，奋斗不止！（送给也曾迷茫的你）

目録

【每日一面】
- - - Java 中实现序列化的两种方式 Serializable 接口和 Externalizable 接口怎么选择

1. 泛型

Generics java 中 <> 表示使用泛型。泛型的本质是参数化类型（只能是引用类型），也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。泛型把类型明确的工作推迟到创建对象或调用方法的时候才去明确，好处是可以在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的。

泛型中的标记符含义
<? extends T> 通配符上限：表示该通配符所代表的类型是T类型的子类。
<? super T> 通配符下限：表示该通配符所代表的类型是T类型的父类。

标记	全拼	含义
E	Element	集合中的元素
T	Type	java 类型
K	Key	键
V	Value	值
N	Number	数值类型
?	-	表示不确定的java类型
S	-	一个T不够用了，使用临近的字母表示任意类型
U	-	一个T不够用了，使用临近的字母表示任意类型
V	-	一个T不够用了，使用临近的字母表示任意类型

为什么需要泛型

代码复用率更高，方法能接收更多类型的对象；
代码更加简洁不用强制转换；
程序更加健壮，只要编译时期没有警告，那么运行时期就不会出现 ClassCastException 异常；
可读性和稳定性，在编写集合的时候，就限定了类型。

简单的泛型示例
一个方法既可以对 list 进行排序，也可以对 map 进行排序。

*************************************************************************
public class GenericsTestController {
    public static void main(String[] args) {
        GenericsTestController gtc = new GenericsTestController();
        ArrayList<String> arrlist = new ArrayList<>();
        arrlist.add("IT");
        arrlist.add("God");
        arrlist.add("Road");
        gtc.GerericsTest(arrlist);
        Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
        map.put(2020, "猪年");
        map.put(2021, "鼠年");
        map.put(2022, "牛年");
        gtc.GerericsTest(map.entrySet());
    }
.........................................................................
    <E> void GerericsTest(Collection<? extends E> c) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        E[] array = (E[]) c.toArray();
        List<E> list = Arrays.asList(array);
        Collections.reverse(list);
        for (E e : list) {
            System.out.println(e);
        }
    }
}
【Console】--------------------------------------------------------------
	Road
	God
	IT
	2022=牛年
	2021=鼠年
	2020=猪年
*************************************************************************

2. 序列化

Serialization 序列化是将对象的状态信息转换为可以存储或传输的过程（二进制 byte [ ]）。目的是为了对象可以跨平台存储，和进行网络传输。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持久性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。简单的说，序列化就是把对象转化为可传输的字节序列，反序列化就是把字节序列还原为对象。

3. 序列化版本号

serialVersionUID 字面意思上是序列化的版本号，JAVA 序列化的机制就是通过判断类的 serialVersionUID 来验证版本是否一致的，在进行反序列化时，JVM 会把传来的字节流中的 serialVersionUID 于本地相应实体类的 serialVersionUID 进行比较。如果相同说明是一致的，可以进行反序列化，否则会出现反序列化版本一致的异常，即是InvalidCastException。

凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量。如果没有加入serialVersionUID，就会出现以下警告提示：

在这里插入图片描述

serialVersionUID 显示的生成示例
显示声明 serialVersionUID 可以避免对象不一致

	// 默认版本号1L
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    // 根据包名，类名，继承关系，非私有的方法和属性，以及参数，返回值等诸多因子计算得出的，极度复杂生成的一个64位的哈希字段。
    private static final long serialVersionUID = -6691497298821111135L;

如果我们不希望通过编译来强制划分软件版本，即实现序列化接口的实体能够兼容先前版本，就需要显示的定义一个 serialVersionUID，类型为 long 的变量。不修改这个变量值的序列化实体，都可以相互进行序列化和反序列化。

4. Java 中实现序列化与反序列化

Java 只有实现了 Serializable 或 Externalizable 接口的类的对象才能被序列化。Externalizable 接口继承自 Serializable 接口，实现 Externalizable 接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现 Serializable 接口的类采用默认的序列化方式。
java.io.ObjectOutputStream 代表对象输出流，writeObject(Object obj) 方法可对参数指定的 obj 对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
java.io.ObjectInputStream 代表对象输入流，readObject() 方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。

4.1 Serializable 对象序列化

1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；
2.通过对象输出流的 writeObject() 方法写对象。

*************************************************************************
public class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\HashApple.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        HashApple hashApple = new HashApple("red", "circle", 200.86);
        oos.writeObject(hashApple);
        oos.flush();
        oos.close();
    }
}
*************************************************************************
class HashApple implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private final String color;
    private final String shape;
    private final Double gram;
.........................................................................
    public HashApple(String color, String shape, Double gram) {
        this.color = color;
        this.shape = shape;
        this.gram = gram;
    }
.........................................................................
    // 重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return color + "-" + shape + "-" + gram.toString();
    }
}
*************************************************************************

E:\HashApple.txt

在这里插入图片描述

4.2 Serializable 对象反序列化

1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
2.通过对象输入流的 readObject() 方法读取对象。

*************************************************************************
public class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\HashApple.txt");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        HashApple hashApple = (HashApple) ois.readObject();
        System.out.println("HashApple=" + hashApple.toString());
    }
}
*************************************************************************
class HashApple implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private final String color;
    private final String shape;
    private final Double gram;
.........................................................................
    public HashApple(String color, String shape, Double gram) {
        this.color = color;
        this.shape = shape;
        this.gram = gram;
    }
.........................................................................
    // 重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return color + "-" + shape + "-" + gram.toString();
    }
}
【Console】--------------------------------------------------------------
HashApple=red-circle-200.86
*************************************************************************

4.3 Externalizable 对象序列化

1.实现 Externalizable 接口的类必须要提供一个无参构造器，且它的访问权限为public，因为使用 Externalizable 接口进行序列化时，读取对象会调用被序列化类的无参构造器去创建一个新的对象，然后再将被保存对象的字段的值分别填充到新对象中；
2.必须重写 writeExternal 和 readExternal 方法，一个用于序列化，一个用于反序列化，这种方式是将属性序列化，注意这种方式 transient 修饰词将失去作用。

*************************************************************************
public class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\ExternalHashApple.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
        ExternalHashApple externalHashApple = new ExternalHashApple("red", "circle", 200.86);
        oos.writeObject(externalHashApple);
        oos.flush();
        oos.close();
    }
}
*************************************************************************
class ExternalHashApple implements Externalizable {
    private String color;
    private String shape;
    private Double gram;

    public ExternalHashApple() {
        System.out.println("HashApple的无参构造器");
    }
.........................................................................
    public ExternalHashApple(String color, String shape, Double gram) {
        this.color = color;
        this.shape = shape;
        this.gram = gram;
    }
.........................................................................
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(shape);
        out.writeObject(color);
        // out.writeObject(gram); 不序列化重量
    }
.........................................................................
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        shape = (String) in.readObject();
        color = (String) in.readObject();
    }
.........................................................................
    // 重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return color + "-" + shape;
    }
}
*************************************************************************

E:\ExternalHashApple.txt

在这里插入图片描述

4.4 Externalizable 对象反序列化

1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
2.通过对象输入流的 readObject() 方法读取对象。

*************************************************************************
public class TestSerializable {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\ExternalHashApple.txt");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
        ExternalHashApple externalHashApple = (ExternalHashApple) ois.readObject();
        System.out.println("ExternalHashApple=" + externalHashApple.toString());
    }
}
*************************************************************************
class ExternalHashApple implements Externalizable {
    private String color;
    private String shape;
    private Double gram;

    public ExternalHashApple() {
        System.out.println("HashApple的无参构造器");
    }
.........................................................................
    public ExternalHashApple(String color, String shape, Double gram) {
        this.color = color;
        this.shape = shape;
        this.gram = gram;
    }
.........................................................................
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(shape);
        out.writeObject(color);
        // out.writeObject(gram); 不序列化重量
    }
.........................................................................
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        shape = (String) in.readObject();
        color = (String) in.readObject();
    }
.........................................................................
    // 重写toString方法
    @Override
    public String toString() {
        return color + "-" + shape;
    }
}
【Console】--------------------------------------------------------------
HashApple的无参构造器
ExternalHashApple=red-circle
*************************************************************************

5. 序列化的技术选择

协议是否支持跨平台
如果你们公司有好多种语言进行混合开发，那么就肯定不适合用有语言局限性的序列化协议，要不然你用 JDK 序列化出来的格式，其他语言并没法支持。
序列化的速度
如果序列化的频率非常高，那么选择序列化速度快的协议会为你的系统性能提升不少。
序列化出来的大小
如果频繁的在网络中传输的数据那就需要数据越小越好，小的数据传输快，也不占带宽，也能整体提升系统的性能。

序列化技术	优点	缺点
JDK	二进制数组，传输快	不支持跨语言，文件大，性能一般
JSON	前后端交互，语言中立，能配合 JavaScript 使用	无版本检查，缺乏命名空间，导致数据混合
XML	支持几乎所有语言	冗余标签太多，性能低
Hessian	跨语言，自描述文件，不依赖接口定义，文件小	对于复杂对象，可能会导致数据被覆盖
Thrift	跨语言，可快速实现RPC	开发环境，编译麻烦
Protostuff	跨语言，可自定义数据结构，二进制数组，传输快	对象冗余，字段很多
Avro	支持少量语言，性能高，可快速实现RPC	只支持Avro自己的序列化格式
MsgPack	跨语言，兼容json，高性能	对复杂的数据类型（List、Map）支持的不够

【每日一面】

Java 中实现序列化的两种方式 Serializable 接口和 Externalizable 接口怎么选择

Serializable：一个对象想要被序列化，那么它的类就要实现此接口，如果不想序列化某些属性，可以加上 transient 修饰（Transient 关键字只能用于修饰 Field，不可修饰 Java 程序中的其他成分）。
Externalizable：是 Serializable 接口的子类，不希望序列化所有属性，且不需要的属性比较多时，可以使用这个接口，这个接口的 writeExternal() 和 readExternal() 方法可以指定序列化哪些属性。
序列化的属性多时选择 Serializable，仅序列化部分属性选择 Externalizable