用遊戲來講序列化與反序列化機制

  • 2022 年 6 月 12 日
  • 筆記

一、寫在最前

想像一下，你剛開始玩一個遊戲，一進遊戲，首先系統提示你需要創建一個角色。

新建角色對象：姓名（宇宙第一無敵厲害）誰會取這樣的名字哈哈哈、性別、門派、等級……

建完角色之後，來到新手村，對於一個心懷大俠夢的有志青年當然不能被困在這小小的新手村了，所以你需要去刷boss攢經驗升級。

boss對象：血量、等級、擁有技能……

就這樣，經過不懈努力，你終於達到了能出新手村的等級。這時候，夜深了，你媽氣急敗壞叫你關電腦睡覺。大家都知道，創建的對象是保存在記憶體中的，記憶體中的數據斷電即失。難道剛要出新手村，大俠夢就破滅了？怎麼辦呢？

二、大俠夢持續輸出——序列化

為了不讓無數青年的大俠夢關機即碎，序列化技術出現了，在遊戲中的體現就是存檔。即，在退出遊戲的時候，點擊存檔按鈕，這時候，你遊戲角色的等級，裝備等都會被保存在存儲媒體中（硬碟等）。這時候，就算你關機了，下次再次登錄遊戲，還是你關機時保存的角色狀態。

總結：序列化就是將記憶體中的對象數據存儲到存儲媒體中。

三、小爺我又回來了——反序列化

當天晚上，你在你媽的壓迫下無奈關機睡覺了。第二天起來你迫不及待打開遊戲準備再次大幹一場，可是遊戲角色已經被序列化到硬碟中，怎麼取出來呢？這時候，反序列化技術就出現了。就是把你存在硬碟上的數據還原成原來的遊戲對象，該是多少級還是多少級，該是啥裝備就是啥裝備。

總結：反序列化就是將存儲在媒體中的對象還原成記憶體中對象。

序列化與反序列化擴展：

對於序列化來講，不單單是作為將記憶體中的數據存儲到媒體中，其網路傳輸也是一大作用。

你想想，玩遊戲當然是大家一起玩才好了。每個遊戲玩家在遊戲世界中都可以進行溝通交流，當你刷boss的時候，爆到了一把一刀999的屠龍寶刀。這時候，你可以選擇高價賣給遊戲的其他土豪玩家。這時候，你不可能直接通過網線把這個給人家，而是通過序列化的方法，把這把屠龍刀傳輸給買家，買家在接收到這個數據之後，再通過反序列化將這把寶刀還原。

即，序列化的作用:

存儲記憶體中的對象、進行網路傳輸。

四、序列化機制探究

上文說到，序列化可以進行網路傳輸，說到網路傳輸，那麼I/O就不能陌生了，I/O傳輸支援的數據格式是位元組數組。即，要想進行網路傳輸，就是將傳輸的對象轉換成位元組數組。但是，我們不能盲目隨便轉換成位元組數組，因為你後面還需要將對象進行還原。也就是說，在進行轉換的時候你要指定一個規則（序列化），在將對象轉換成位元組數組的時候按照這個規則進行轉換。那個將對象進行還原的時候，按照規則（反序列化）進行還原。你不能將一個人偶拆了之後，裝的時候，把手裝成腳。

即，序列化機制：

將對象轉換成位元組數組的時候的轉換規則，這種轉換規則就是序列化機制。

五、序列化的種類

原生的JDK

JDK自帶了序列化方法，只需要實現了Serializable介面的類，就可以通過ObjectOutputStream類將對象變成byte[]位元組數組。

弊端：只能java自己玩。

程式碼示例：

/**
 * @ClassName Student
 * @Description Student類對象
 * @Author LH
 * @Date 2022/6/12 10:32
 */
@Data
public class Student implements Serializable {
    private String id;
    private String name;
    private int age;
}
/**
 * @ClassName JDKSerialize
 * @Description JDK序列化介面測試
 * @Author LH
 * @Date 2022/6/12 10:41
 */
public class JDKSerialize {

    /**
     *  對象序列化
     * @param  student 學生對象
     * @throws IOException 拋出io異常
     */
    public static void serializeStudent(Student student) throws IOException {
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new ObjectOutputStream(Files.newOutputStream(new File("E:/java/workplace/study/student.txt").toPath())));
        oo.writeObject(student);
        oo.close();
    }

    /**
     * 對象反序列化
     * @param path 反序列化文件路徑
     * @return Student 還原的學生對象
     * @throws IOException 拋出io異常
     * @throws ClassNotFoundException 找不到文件異常
     */
    public static Student deSerializeStudent(String path) throws IOException, ClassNotFoundException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ObjectInputStream(Files.newInputStream(new File(path).toPath())));
        Student student = (Student) ois.readObject();
        ois.close();
        return student;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 創建一個student對象
        Student student = new Student();
        student.setId("1");
        student.setName("LH");
        student.setAge(17);

        try {
            // 序列化student對象
            JDKSerialize.serializeStudent(student);
            // student對象飯序列化
            String path = "E:/java/workplace/study/student.txt";
            Student deSerializeStudent = JDKSerialize.deSerializeStudent(path);
            System.out.println("student id：" + deSerializeStudent.getId() + "student age：" + deSerializeStudent.getAge() + "student name：" + deSerializeStudent.getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

ProtoBuf

Google推出，一種語言無關、平台無關、可擴展的序列化結構數據的方法，可用於通訊協議、數據存儲等。序列化後體積小，一般用於對傳輸性能有較高要求的系統。

了解不是很多，後面工作用到的話再來進行擴展。

JSON

在系統之間進行交互的時候很常用。

JSON 序列化方式生成的是一串有規則的字元串，可讀性強。是有規則的字元串，不跟任何程式語言綁定，天然上就具備了跨平台。

弊端：體積大。

常見的工具有：

fastJSON、Jackson、Gson 等。工作中比較常用的就是阿里的fastJSON，使用起來也很簡單，直接調用轉換的api即可，了解更多可以去官網看看。

各種序列化手段都有不同的特性，看你的業務再去選型。

序列化如何選擇

主要考慮三點：

  • 選擇的序列化手段是否需要跨平台

  • 選擇的序列化手段的速度要求

  • 選擇的序列化手段的體積要求

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