從多個方面詳細闡述object轉byte數組

一、為什麼需要將object轉化為byte數組

在數據的傳輸和存儲過程中，我們常常需要將對象轉化為byte數組。這主要是因為在網絡傳輸、磁盤存儲、對象序列化等場景中，byte數組具有以下幾個優點：

1、在各種機器和系統之間傳輸數據的唯一通用方式就是將數據轉換成byte數組

2、byte數組在JAVA和.NET等主流編程語言中被廣泛的使用

3、更加靈活處理數據

示例代碼：

public static byte[] objectToByteArray(Object obj) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(out);
    os.writeObject(obj);
    return out.toByteArray();
}

二、如何實現object轉byte數組

實現將object轉化為byte數組的方法基本上分為兩個方案：

1、使用Java序列化機制，將目標對象序列化為byte數組

2、手工編寫二進制轉換工具類，將目標對象按照特定的順序轉換為byte數組

使用第一個方案的好處是，無需考慮數據存儲結構和數據類型，因為Java序列化機制會自動處理這些問題。

另一方面，由於Java序列化機制是重量級的，一些對象序列化時會存在性能問題，例如大量的計算和IO連續讀寫。

示例代碼：

public static byte[] serialize(Object obj) throws IOException {
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
    oos.writeObject(obj);
    return bos.toByteArray();
}

三、如何反序列化byte數組為object

如果要將byte數組轉換回對象，必須將byte數組還原為原始的Java對象。

示例代碼：

public static Object deserialize(byte[] bytes) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bytes);
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
    return ois.readObject();
}

四、如何處理非序列化對象

在某些情況下，對象可能無法進行Java序列化，此時可以使用手工編寫的轉換工具類將對象轉換為byte數組。

示例代碼：

public static byte[] toByteArray(String s) {
    try {
        byte[] data = s.getBytes("ISO-8859-1");
        int len = data.length;
        byte[] out = new byte[len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            out[i] = data[i];
        }
        return out;
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
        return null;
    }
}

五、如何處理序列化對象中的特殊情況

在某些情況下，序列化對象可能會遇到一些特殊情況，例如：

1、序列化的對象含有敏感信息，需要忽略這部分信息

2、序列化時出現循環應用，需要正常轉換

示例代碼：

public class CustomObjectOutputStream extends ObjectOutputStream {
    public CustomObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {
        super(out);
    }
 
    @Override
    protected void writeStreamHeader() throws IOException {
        return;
    }
 
    @Override
    protected void writeClassDescriptor(ObjectStreamClass desc) throws IOException {
        return;
    }
}

六、遇到byte數組轉object卡頓咋辦

當byte數組非常大時，將byte數組轉化為object可能會非常耗時。

一種簡單的解決方法是，將byte數組分割成多個部分，然後逐步轉換為不同的object。

示例代碼：

public static List<Object> splitArray(Object[] array, int chunkSize) {
    List<Object> listOfArrays = new ArrayList<Object>();
    int totalSize = array.length;
    int offset = 0;
    while (totalSize > 0) {
        int length = Math.min(totalSize, chunkSize);
        Object subArray = Array.newInstance(array.getClass().getComponentType(), length);
        System.arraycopy(array, offset, subArray, 0, length);
        offset += length;
        totalSize -= length;
        listOfArrays.add(subArray);
    }
    return listOfArrays;
}

七、如何進行序列化和反序列化的性能測試

如何進行Java序列化和反序列化的性能測試？目前最常用的是使用jmh測試框架：JMH 是用於基準測試的 Java Microbenchmark Harness，是 OpenJDK 工具集的一部分，提供了簡單而強大的基準測試方法。它的使用方式類似JUnit，基於註解構建並運行測試。

示例代碼：

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)
@Fork(value = 1, jvmArgs = {"-Xms2G", "-Xmx2G"})
@Warmup(iterations = 3)
@Measurement(iterations = 5, time = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
public class SerializationTest {
 
    private static final byte[] DATA = createData();
    private static final Serializable OBJECT = new MyObject();
 
    private static byte[] createData() {
        Random random = new Random();
        byte[] data = new byte[1024 * 1024];
        random.nextBytes(data);
        return data;
    }
 
    @Benchmark
    public byte[] serialize() throws IOException {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(OBJECT);
        return bos.toByteArray();
    }
 
    @Benchmark
    public Object deserialize() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(serialize());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return ois.readObject();
    }
}