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Java 高性能序列化工具 Kryo 序列化
概述
Kryo 是一个疾速序列化 / 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肯定的劣势，但正因如此，其使用也只能限度在基于 JVM 的语言上。
和 Hessian 类似，Kryo 序列化出的后果，是其自定义的、独有的一种格局。因为其序列化出的后果是二进制的，也即 byte[]，因此像 Redis 这样可能存储二进制数据的存储引擎是可能间接将 Kryo 序列化进去的数据存进去。当然你也可能抉择转换成 String 的形式存储在其余存储引擎中（性能有损耗）。
基础用法
介绍了这么多，接下来咱们就来看看 Kryo 的基础用法吧。其实对于序列化框架来说，API 基本都差不多，毕竟入参和出参通常都是必定的（需要序列化的对象 / 序列化的后果）。在使用 Kryo 之前，咱们需要引入相应的依赖。
com.esotericsoftware
kryo
5.2.0
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基本使用如下所示
import com.esotericsoftware.kryo.Kryo;
import com.esotericsoftware.kryo.io.Input;
import com.esotericsoftware.kryo.io.Output;
import java.io.*;

public class HelloKryo {
static public void main(String[] args) throws Exception {

   Kryo kryo = new Kryo();
   kryo.register(SomeClass.class);

   SomeClass object = new SomeClass();
   object.value = "Hello Kryo!";

   Output output = new Output(new FileOutputStream("file.bin"));
   kryo.writeObject(output, object);
   output.close();

   Input input = new Input(new FileInputStream("file.bin"));
   SomeClass object2 = kryo.readObject(input, SomeClass.class);
   input.close();
   System.out.println(object2.value);

}

static public class SomeClass {

   String value;

}
}
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Kryo 类会主动执行序列化。Output 类和 Input 类负责处理缓冲字节，并写入到流中。
如果序列化前和序列化后类的字段不一致，反序列化会失败。
Kryo 的序列化
作为一个灵活的序列化框架，Kryo 并不关心读写的数据，作为开发者，你可能随便使用 Kryo 提供的那些开箱即用的序列化器。
Kryo 的注册
和很多其余的序列化框架一样，Kryo 为了提供性能和减小序列化后果体积，提供注册的序列化对象类的形式。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。注册的形式如下：
kryo.register(SomeClass.class);
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或者
kryo.register(SomeClass.class, 1);
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可能明确指定注册类的 int ID，然而该 ID 必须大于等于 0。如果不提供，外部将会使用 int++ 的形式保护一个有序的 int ID 生成。
Kryo 的序列化器
Kryo 反对多种序列化器，通过源码咱们可窥知一二

具体可参考 👉「Kryo 反对的序列化类型」
诚然 Kryo 提供的序列化器可能读写大多数对象，但开发者也可能轻松的制订自己的序列化器。篇幅限度，这里就不开展说明了，仅以默认的序列化器为例。
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。
举个例子，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，以此达到俭约空间的目标。此举固然会俭约序列化空间，然而是一种用工夫换空间的做法，会影响序列化的性能，这是因为在写入 / 读取对象时都需要进行追踪。
开发者可能使用 kryo 自带的 setReferences 方法来决定是否启用 Kryo 的引用功能。
public class KryoReferenceDemo {

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {Kryo kryo = new Kryo();
    kryo.register(User.class);
    kryo.register(Account.class);

    User user = new User();
    user.setUsername("alvin");

    Account account = new Account();
    account.setAccountNo("10000");

    // 循环引用
    user.setAccount(account);
    account.setUser(user);

    // 这里需要设置为 true，才不会报错
    kryo.setReferences(true);

    Output output = new Output(new FileOutputStream("kryoreference.bin"));
    kryo.writeObject(output, user);
    output.close();

    Input input = new Input(new FileInputStream("kryoreference.bin"));
    User object2 = kryo.readObject(input, User.class);
    input.close();
    System.out.println(object2.getUsername());
    System.out.println(object2.getAccount().getAccountNo());
}

public static class User {
    private String username;

    private Account account;


    public String getUsername() {return username;}

    public void setUsername(String username) {this.username = username;}

    public Account getAccount() {return account;}

    public void setAccount(Account account) {this.account = account;}
}

public static class Account {

    private String accountNo;

    private String amount;

    private User user;

    public String getAccountNo() {return accountNo;}

    public void setAccountNo(String accountNo) {this.accountNo = accountNo;}

    public String getAmount() {return amount;}

    public void setAmount(String amount) {this.amount = amount;}

    public User getUser() {return user;}

    public void setUser(User user) {this.user = user;}
}

}
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如果序列化前的 setReferences(false)，前面设置 setReferences(true)进行反序列化，会失败。
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、输出和输入实例。
因此在多线程环境中，可能考虑使用 ThreadLocal 或者对象池来保障线程安全性。
ThreadLocal + Kryo 解决线程不安全
ThreadLocal 是一种典型的就义空间来换取并发安全的形式，它会为每个线程都单首创立本线程专用的 kryo 对象。对于每条线程的每个 kryo 对象来说，都是次序执行的，因此天然避免了并发安全问题。创建方法如下：
static private final ThreadLocal kryos = new ThreadLocal() {
protected Kryo initialValue() {

 Kryo kryo = new Kryo();
 // 在此处配置 kryo 对象的使用示例，如循环引用等
 return kryo;

};
};

Kryo kryo = kryos.get();
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之后，仅需要通过 kryos.get() 方法从线程上下文中取出对象即可使用。
对象池 + Kryo 解决线程不安全
「池」是一种非常重要的编程思维，连接池、线程池、对象池等都是
「复用」思维的体现，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，以此达到晋升整体性能的作用。
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 constructor arguments: thread safe, soft references, maximum capacity
Pool kryoPool = new Pool(true, false, 8) {
protected Kryo create () {

 Kryo kryo = new Kryo();
 // Kryo 配置
 return kryo;

}
};

// 获取池中的 Kryo 对象
Kryo kryo = kryoPool.obtain();
// 将 kryo 对象归还到池中
kryoPool.free(kryo);
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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 外部使用同步，如果指定为 true，则容许被多个线程并发拜访。第三个参数实用于指定对象池的大小的，这两个参数较容易理解，因此重点来说一下第二个参数。
如果将第二个参数设置为 true，Kryo 池将会使用 java.lang.ref.SoftReference 来存储对象。这容许池中的对象在 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，这可能缩小池的大小。当池子有最大容量时，没有必要调用 clean，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 就变得异样简略了，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，就实现了一次完整的租赁使用。
实践上，只需对象池大小评估切当，就能在占用极小内存空间的情况下圆满解决并发安全问题。如果想要封装一个 Kryo 的序列化方法，可能参考如下的代码
public static byte[] serialize(Object obj) {
Kryo kryo = kryoPool.obtain();
// 使用 Output 对象池会导致序列化重复的谬误（getBuffer 返回了 Output 对象的 buffer 引用）
try (Output opt = new Output(1024, -1)) {

   kryo.writeClassAndObject(opt, obj);
   opt.flush();
   return opt.getBuffer();

}finally {

   kryoPool.free(kryo);

}
}
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小结
相较于 JDK 自带的序列化形式，Kryo 的性能更快，并且因为 Kryo 容许多引用和循环引用，在存储开销上也更小。
只不过，诚然 Kryo 具备非常好的性能，但其自身却舍去了很多个性，例如线程安全、对序列化对象的字段修改等。诚然这些弊病可能通过 Kryo 良好的扩展性失去肯定的满足，然而对于开发者来说仍然具备肯定的上手难度，不过这并不能影响其在 Java 中的地位。