【序列化和反序列化】Kryo

　　

一、Kryo介绍

Kryo是一个快速序列化/反序列化工具，依赖于字节码生成机制(底层使用了ASM库)，因此在序列化速度上有一定的优势，但正因如此，其使用也只能限制在基于JVM的语言上。

Kryo序列化出的结果，是其自定义的，独有的一种格式。由于其序列化出的结果是二进制的，也即byte[]，因此像redis这样可以存储二进制数据的存储引擎是可以直接将Kryo序列化出来的数据存进去。当然你也可以选择转换成String的形式存储在其他存储引擎中（性能有损耗）。

github地址：https://github.com/EsotericSoftware/kryo

 

二、基础用法

引入依赖

<dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>5.2.0</version>
</dependency>

基本使用如下所示

package com.chenly.serialize.kryo;

import com.esotericsoftware.kryo.Kryo;
import com.esotericsoftware.kryo.io.Input;
import com.esotericsoftware.kryo.io.Output;
import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;

/**
 *
 * @author: chenly
 * @date: 2022-11-28 15:07
 * @description:
 * @version: 1.0
 */
public class KryoTest {

    static public void main(String[] args)  {
        SomeClass object = new SomeClass();
        object.value = "Hello Kryo!";

        Kryo kryo = new Kryo();
        kryo.register(SomeClass.class);
        //序列化
        Output output = new Output(new ByteArrayOutputStream());
        kryo.writeObject(output, object);
        byte[] bytes = output.getBuffer();
        output.close();
        //反序列化
        Input input = new Input(new ByteArrayInputStream(bytes));
        SomeClass object2 = kryo.readObject(input, SomeClass.class);
        input.close();
        System.out.println(object2.value);
    }

    static public class SomeClass {
        String value;
    }

}

Kryo类会自动执行序列化，Output类和Input类负责处理缓冲字节，并写入到流中

 

三、Kryo的注册

Kryo为了提供性能和减小序列化结果体积，提供注册序列化对象类的方式。在注册时，会为该序列化类生成int ID ,后续在序列化时使用int ID唯一标识该类型。注册的方式如下

kryo.register(SomeClass.class);

或者

kryo.register(SomeClass.class,id); //可以明确指定注册类的int ID,但是该ID必须大于等于0。如果不提供，内部将会使用int++的方式维护一个有序的int ID生成

 

四、Kyro对象引用

在新版本的Kryo中。默认情况下是不启用对象引用的。这意味着如果一个对象多次出现在一个对象图中，它将被多次写入，并将被反序列化为多个不同的对象。

当开启了引用属性，每个对象第一次出现在对象图中，会在记录时写入一个varint，用于标记。当此后有同一对象出现时，只会记录一个varint，以此达到节省空间的目标，此举虽然会节省序列化空间，但是是一种用时间换空间的做法，会影响序列化性能，这是因为在写入/读取对象时都需要进行追踪。

开发者可以使用kryo自带的setReferences方法来决定是否启用kryo的引用功能。

 

五、Kyro线程不安全

kryo不是线程安全的。每个线程都应该有自己的Kryo对象，输入和输出实例。

因此在多线程环境中。可以考虑使用ThreadLocal或者对象池来保证线程安全性。

 

ThreadLocal + Kryo解决线程不安全

ThreadLocal是一种典型的牺牲空间来换取并发安全的方式，它会为每个线程都单独创建本线程专用的kryo对象。对于每个线程的每个kryo对象来说，都是顺序执行的，因此天然避免了并发安全问题，创建方法如下：

private static final ThreadLocal<Kryo> kryoThreadLocal = new ThreadLocal<Kryo>(){
    @Override
    protected Kryo initialValue() {
        Kryo kryo = new Kryo();
        return kryo;
    };
};

之后，仅需要通过kryoThreadLocal.get()方法从线程上下文中取出对象即可使用

Kryo kryo = kryoThreadLocal.get();

 

ThreadLocal + Kryo解决线程不安全

「池」是一种非常重要的编程思想，连接池、线程池、对象池等都是「复用」思想的体现，通过将创建的“对象”保存在某一个“容器”中，以便后续反复使用，避免创建、销毁的产生的性能损耗，以此达到提升整体性能的作用。

Kryo 对象池原理也是如此。Kryo 框架自带了对象池的实现，整个使用过程不外乎创建池、从池中获取对象、归还对象三步，以下为代码实例。

Pool<Kryo> kryoPool = new Pool<Kryo>(true,false,8) {
    @Override
    protected Kryo create() {
        Kryo kryo = new Kryo();
　　　　　... //kryo配置
        return kryo;
    }
};

创建Kryo池时需要传入三个参数，其中第一个参数用于指定是否在pool内部使用同步，如果指定为true，则允许被多个线程并发访问。第三个参数是用于指定对象池的大小的。

第二个参数如果设置为true，Kryo池将会使用 java.lang.ref.SoftReference 来存储对象。这允许池中的对象在JVM的内存压力大时被垃圾回收。Pool clean会删除所有对象已经被垃圾回收的软引用。当没有设置最大容量时，这可以减少池的大小。当池子有最大容量时，没有必要将此参数设置为true ，因为如果达到了最大容量，Pool free 会尝试删除一个空引用

 

创建完 Kryo 池后，使用 kryo 就变得异常简单了，只需调用 kryoPool.obtain() 方法即可，使用完毕后再调用 kryoPool.free(kryo) 归还对象，就完成了一次完整的租赁使用。

//获取池中的Kryo对象
Kryo kryo =  kryoPool.obtain();
//将Kryo对象归还到池中
kryoPool.free(kryo);

 理论上，只要对象池大小评估得当，就能在占用极小内存空间的情况下完美解决并发安全问题

 

六、小结

相较于 JDK 自带的序列化方式，Kryo 的性能更快，并且由于 Kryo 允许多引用和循环引用，在存储开销上也更小