常見序列化協(xié)議有哪些

序列化（serialization）是將對(duì)象序列化為二進(jìn)制形式（字節(jié)數(shù)組），一般也將序列化稱為編碼（Encode），主要用于網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)持久化等。常見的序列化協(xié)議包括以下幾種：

1. JSON（JavaScript Object Notation）：

   • 一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，易于閱讀和編寫。
   • 它基于JavaScript語(yǔ)言的一個(gè)子集，但是可以被多種編程語(yǔ)言使用。
   • 支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括數(shù)組、對(duì)象、字符串、數(shù)字等。
   • 前后兼容性高，數(shù)據(jù)格式簡(jiǎn)單，易于讀寫，序列化后數(shù)據(jù)較小，可擴(kuò)展性好，兼容性好。
   • 相對(duì)于XML，其協(xié)議比較簡(jiǎn)單，解析速度較快。但數(shù)據(jù)的描述性比XML差，不適合性能要求為毫秒級(jí)別的情況，且額外空間開銷比較大。
   • 適用于跨防火墻訪問、可調(diào)式性要求高的情況、基于Web browser的Ajax請(qǐng)求，以及傳輸數(shù)據(jù)量相對(duì)小、實(shí)時(shí)性要求相對(duì)低（例如秒級(jí)別）的服務(wù)等場(chǎng)景。

2. XML（eXtensible Markup Language）：

   • 一種標(biāo)記語(yǔ)言，用于描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。
   • 具有良好的可擴(kuò)展性和跨平臺(tái)性，可以通過DTD（Document Type Definition）或者XSD（XML Schema Definition）定義數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
   • 序列化數(shù)據(jù)只包含數(shù)據(jù)本身以及類的結(jié)構(gòu)，不包括類型標(biāo)識(shí)和程序集信息。類必須有一個(gè)將由XmlSerializer序列化的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，且只能序列化公共屬性和字段，不能序列化方法。
   • 文件龐大，文件格式復(fù)雜，傳輸占帶寬。
   • 常用于做配置文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等場(chǎng)景。

3. Protocol Buffers（protobuf）：

   • 由Google開發(fā)的一種二進(jìn)制序列化協(xié)議。
   • 使用簡(jiǎn)潔的接口描述語(yǔ)言來定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并生成相應(yīng)的代碼進(jìn)行序列化和反序列化操作。
   • 具有高效的編碼和解碼速度，以及較小的數(shù)據(jù)體積。
   • 序列化后碼流小，性能高，是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式。通過標(biāo)識(shí)字段的順序，可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議的前向兼容，結(jié)構(gòu)化的文檔更容易管理和維護(hù)。
   • 需要依賴于工具生成代碼，且支持的語(yǔ)言相對(duì)較少，官方只支持Java、C++、Python。
   • 適用于對(duì)性能要求高的RPC調(diào)用、具有良好的跨防火墻的訪問屬性的場(chǎng)景，也適合應(yīng)用層對(duì)象的持久化。

4. Thrift：

   • 由Facebook開發(fā)的一種跨語(yǔ)言的服務(wù)框架，也包含了一種二進(jìn)制序列化協(xié)議。
   • 使用IDL（Interface Description Language）來定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和服務(wù)接口，并生成相應(yīng)的代碼進(jìn)行序列化和反序列化操作。
   • 支持多種編程語(yǔ)言，并提供了高效的網(wǎng)絡(luò)通信能力。
   • 序列化后的體積小、速度快，支持多種語(yǔ)言和豐富的數(shù)據(jù)類型，對(duì)于數(shù)據(jù)字段的增刪具有較強(qiáng)的兼容性，還支持二進(jìn)制壓縮編碼。
   • 但使用者較少，跨防火墻訪問時(shí)不安全，不具有可讀性，調(diào)試代碼時(shí)相對(duì)困難。不能與其他傳輸層協(xié)議共同使用（例如HTTP），也無法支持向持久層直接讀寫數(shù)據(jù)，即不適合做數(shù)據(jù)持久化序列化協(xié)議。
   • 常用于分布式系統(tǒng)的RPC解決方案等場(chǎng)景。

5. MessagePack：

   • 一種高效的二進(jìn)制序列化協(xié)議，類似于JSON。
   • 將數(shù)據(jù)壓縮為二進(jìn)制格式，具有較小的數(shù)據(jù)體積和高速的編碼解碼能力。
   • 支持多種編程語(yǔ)言，并且可以與JSON相互轉(zhuǎn)換。

6. Avro：

   • 一種基于Schema的二進(jìn)制序列化協(xié)議，由Apache開發(fā)。
   • 使用JSON來定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將數(shù)據(jù)編碼為緊湊的二進(jìn)制格式。
   • 支持動(dòng)態(tài)類型、架構(gòu)演化和跨語(yǔ)言等特性。
   • Binary格式在空間開銷和解析性能方面可以和Protobuf媲美，Avro的產(chǎn)生解決了JSON的冗長(zhǎng)和沒有IDL的問題。
   • 支持豐富的數(shù)據(jù)類型，簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言結(jié)合功能，具有自我描述屬性，提高了數(shù)據(jù)解析速度。其快速可壓縮的二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程過程調(diào)用RPC，并支持跨編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
   • 對(duì)于習(xí)慣于靜態(tài)類型語(yǔ)言的用戶可能不太直觀。
   • 適用于Hadoop中做Hive、Pig和MapReduce的持久化數(shù)據(jù)格式等場(chǎng)景。Avro的設(shè)計(jì)理念偏向于動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，因此對(duì)于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言為主的應(yīng)用場(chǎng)景，Avro是更好的選擇。

7. Fastjson：

   • 一個(gè)Java語(yǔ)言編寫的高性能功能完善的JSON庫(kù)。
   • 采用一種“假定有序快速匹配”的算法，把JSON Parse的性能提升到極致。
   • 接口簡(jiǎn)單易用，是目前Java語(yǔ)言中最快的json庫(kù)。
   • 但過于注重快，而偏離了“標(biāo)準(zhǔn)”及功能性，代碼質(zhì)量不高，文檔不全。
   • 適用于協(xié)議交互、Web輸出、Android客戶端等場(chǎng)景。

為什么不推薦使用 JDK 自帶的序列化

不推薦使用JDK自帶的序列化（即java.io.Serializable）的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1. 不支持跨語(yǔ)言調(diào)用：
   • JDK自帶的序列化方式高度依賴Java語(yǔ)言，序列化后的字節(jié)數(shù)組只能由Java語(yǔ)言反序列化，無法與其他編程語(yǔ)言（如C++、Python、Go等）進(jìn)行無縫傳輸與反序列化。這在多語(yǔ)言、多平臺(tái)交互的系統(tǒng)中會(huì)造成不便。
2. 性能較差：
   • JDK自帶的序列化機(jī)制在序列化和反序列化過程中會(huì)產(chǎn)生較大的字節(jié)數(shù)組，增加了存儲(chǔ)和傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。
   • 相較于其他高效的序列化框架（如Protobuf、Thrift等），JDK自帶的序列化方式在性能上顯得較低，序列化速度相對(duì)較慢。
3. 存在安全隱患：
   • JDK自帶的序列化和反序列化機(jī)制容易受到反序列化攻擊。攻擊者可以通過構(gòu)造惡意輸入數(shù)據(jù)，利用反序列化過程中的漏洞執(zhí)行任意代碼，造成系統(tǒng)安全漏洞。
   • 為了避免這些安全問題，需要開發(fā)者在序列化和反序列化過程中進(jìn)行嚴(yán)格的校驗(yàn)和防護(hù)，這增加了開發(fā)的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)。
4. 可讀性差：
   • JDK自帶的序列化方式生成的字節(jié)流是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，不易閱讀和理解。這對(duì)于調(diào)試和排查問題來說是一個(gè)不利因素。
5. 版本兼容性問題：
   • 當(dāng)類的定義發(fā)生變化時(shí)，如果沒有妥善處理序列化ID（serialVersionUID）的一致性，可能會(huì)導(dǎo)致反序列化失敗。這增加了維護(hù)和管理序列化數(shù)據(jù)的復(fù)雜性。