Dubbo序列化

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-09-30 16:03 1阅读 0赞

## Dubbo序列化 ##

dubbo作为一个rpc框架支持丰富的序列化方式，本文简单介绍dubbo的序列化。本文结构：

*  对象序列化是什么意思？
 *  dubbo序列化
 *  几个问题

### 对象序列化是什意思？ ###

先来思考两个问题：

1.  普通的Java对象的生命周期是仅限于一个JVM中的，只要JVM停止，这个对象也就不存在了，下次JVM启动我们还想使用这个对象怎么办呢？
2.  或者我们想要把一个对象传递给另外一个JVM的时候，应该怎么做呢？

这两个问题的答案就是将该对象进行序列化，然后保存在文件中或者进行网络传输到另一个JVM，由另外一个JVM反序列化成一个对象，然后供JVM使用。

对象序列化就是将一个存在内存中的对象，转换为可存储或者可传输的二进制流，并且根据序列化的规则可以进行反序列化。一般来说需要保存的对象信息包括

*  类的全限定名称
 *  未被transparent修饰的字段值

将这些信息按照一定的规则转换为二进制之后进行网络传输，在接收到的一端，就可以根据这些信息先实例化这个类对应的对象，然后将对应的属性值填入新构造的对象，在使用者看来就是使用的原来的对象。

### Dubbo协议 ###

dubbo支持很多种通信协议，其中dubbo协议作为默认的通信协议，dubbo协议的协议格式如下

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>header</th> 
   <th>0-15</th> 
   <th>16</th> 
   <th>17</th> 
   <th>18</th> 
   <th>19-23</th> 
   <th>24-31</th> 
   <th>32-95</th> 
   <th>96-127</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>MAGIC = (short) 0xdabb</td> 
   <td>req/resp</td> 
   <td>two /one way</td> 
   <td>event，是心跳还是正常消息</td> 
   <td>serializationId 指定序列化的类型</td> 
   <td>状态位， 消息类型为response时，设置请求响应状态</td> 
   <td>消息的id，long类型</td> 
   <td>body的length，int类型</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>body</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

header的字段格式是固定的，所以header的序列化方式也是固定的，header序列化过程如下(以request的encode为例)

// com.alibaba.dubbo.remoting.exchange.codec.ExchangeCodec#encodeRequest
    protected void encodeRequest(Channel channel, ChannelBuffer buffer, Request req) throws IOException {
        
        	// 根据配置获取序列化的协议，默认是hessian2
            Serialization serialization = getSerialization(channel);
            // header.
            byte[] header = new byte[HEADER_LENGTH];
            // set magic number.
            Bytes.short2bytes(MAGIC, header);
    
            // set request and serialization flag.
            header[2] = (byte) (FLAG_REQUEST | serialization.getContentTypeId());
    		// oneway还是twoway
            if (req.isTwoWay()) header[2] |= FLAG_TWOWAY;
        	// event种类
            if (req.isEvent()) header[2] |= FLAG_EVENT;
    
            // set request id.
            Bytes.long2bytes(req.getId(), header, 4);
    
            // encode request data.
            int savedWriteIndex = buffer.writerIndex();
            buffer.writerIndex(savedWriteIndex + HEADER_LENGTH);
            ChannelBufferOutputStream bos = new ChannelBufferOutputStream(buffer);
            ObjectOutput out = serialization.serialize(channel.getUrl(), bos);
            if (req.isEvent()) {
        
                encodeEventData(channel, out, req.getData());
            } else {
        
                encodeRequestData(channel, out, req.getData());
            }
            out.flushBuffer();
            if (out instanceof Cleanable) {
        
                ((Cleanable) out).cleanup();
            }
            bos.flush();
            bos.close();
            int len = bos.writtenBytes();
            checkPayload(channel, len);
        	// 消息长度，在消息序列化完成后才能确定消息体body的长度
            Bytes.int2bytes(len, header, 12);
    
            // write
            buffer.writerIndex(savedWriteIndex);
            buffer.writeBytes(header); // write header.
            buffer.writerIndex(savedWriteIndex + HEADER_LENGTH + len);
        }

header的序列化方式是固定的，但是消息体body可以指定不同的序列化方式，由于消息体可以由用户自定义，所以可能是各种类型。一种序列化协议需要支持序列化和反序列化各种类型，包括基础类型和类类型，比如：null、long、int、String、List、Map、enum、自定义类等。

dubbo中序列化协议都实现了下面的接口

com.alibaba.dubbo.common.serialize.Serialization

通过SPI扩展可以实现不同的协议，默认的SPI扩展是hessian2

com.alibaba.dubbo.common.serialize.support.hessian.Hessian2Serialization

dubbo中的序列化、反序列化都要实现下面的接口

com.alibaba.dubbo.common.serialize.ObjectOutput
    com.alibaba.dubbo.common.serialize.ObjectInput

比如hessian序列化和反序列化

com.alibaba.dubbo.common.serialize.support.hessian.Hessian2ObjectOutput
    com.alibaba.dubbo.common.serialize.support.hessian.Hessian2ObjectInput

这两个类里面的方法是通过调用Hessian2Output、Hessian2Input方法实现的，Hessian2Output和Hessian2Input实现了hessian协议。具体的协议内容可以参考这个

### 几个问题 ###

#### 为什么参数对象都要实现Serializable接口（使用dubbo协议，默认的序列化方式hessian的时候）？ ####

因为dubbo使用hessian序列化方式的时候，对象的序列化使用的是JavaSerializer

com.alibaba.com.caucho.hessian.io.SerializerFactory#getDefaultSerializer
    com.alibaba.com.caucho.hessian.io.SerializerFactory#getSerializer
    com.alibaba.com.caucho.hessian.io.Hessian2Output#writeObject

获取默认的序列化方式的时候会判断该参数是否实现了Serializable接口

protected Serializer getDefaultSerializer(Class cl) {
        
        if (_defaultSerializer != null)
            return _defaultSerializer;
    
        // 判断是否实现了Serializable接口
        if (!Serializable.class.isAssignableFrom(cl)
            && !_isAllowNonSerializable) {
        
            throw new IllegalStateException("Serialized class " + cl.getName() + " must implement java.io.Serializable");
        }
    
        return new JavaSerializer(cl, _loader);
    }

如果没有实现Serializable接口的话就抛出异常，所以在声明参数的时候，参数是一个类，这个类必须实现Serializable接口。

#### 关于serialVersionUID ####

serialVersionUID是Java原生序列化时候的一个关键属性，但是在不使用Java原生序列化的时候，这个属性是没有被用到的，比如基于hessian协议实现的序列化方式中没有用到这个属性。

这里说的Java原生序列化是指使用下面的序列化方式和反序列化方式

java.io.ObjectOutputStream
    java.io.ObjectInputStream

在使用原生序列化的时候，serialVersionUID起到了一个类似版本号的作用，在反序列化的时候判断serialVersionUID如果不相同，会抛出InvalidClassException。

如果在使用原生序列化方式的时候[官方][Link 1]是强烈建议指定一个serialVersionUID的，如果没有指定，在序列化过程中，jvm会自动计算出一个值作为serialVersionUID，由于这种运行时计算serialVersionUID的方式依赖于jvm的实现方式，如果序列化和反序列化的jvm实现方式不一样可能会导致抛出异常InvalidClassException，所以强烈建议指定serialVersionUID。

[Link 1]: https://docs.oracle.com/javase/6/docs/platform/serialization/spec/class.html#4100