Kryo深拷贝工具

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一、工具介绍

Kryo 是一个快速高效的 Java 二进制对象图序列化框架。该项目的目标是高速、小尺寸和易于使用的 API。该项目在需要持久化对象的任何时候都很有用，无论是文件、数据库还是通过网络。

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

二、使用方法

1 引入kryo工具依赖

<dependency>
    <groupId>com.esotericsoftware</groupId>
    <artifactId>kryo</artifactId>
    <version>5.3.0</version>
</dependency>

2 快速开始
使用下面的代码，可以简单进行对象的深拷贝

public static <T> T kryoCopy(T origin) {
    Kryo kryo = new Kryo();
    kryo.setRegistrationRequired(false);
    return kryo.copy(origin);
}

使用下面的代码，可以简单进行对象序列化和反序列化

public static <T> Output kryoSerialize(T origin) {
    Kryo kryo = new Kryo();
    Output output = new Output();
   kryo.setRegistrationRequired(false);
    kryo.writeObject(output, origin);
   return output;
}
public static <T> T kryoDeserialize(Input input, Class<T> clazz) {
    try {
        return kryo.readObject(input, clazz);
    } catch (Exception e) {
        log.error("Deserialize Error", e);
        return null;
    }
}

三、相关配置

3.1 通用配置
Kryo在拷贝对象前需要先对该类进行注册，包括该对象中使用到的其他类，注册后的对象拷贝速度更快。

kryo.register(T.class);

对于复杂对象，或是其他无法注册完全的对象，可以用以下代码跳过注册

kryo.setRegistrationRequired(false);

Kryo提供了许多序列化器供使用，每个都有各自的作用，具体可以看github上的文档。Kryo使用注册的方式支持对于不同的类使用不同的序列化器。如下所示：

kryo.register(T.class, new FieldSerializer<>(kryo, T.class));
kryo.register(R.class, new TaggedFieldSerializer<>(kryo, R.class));

3.2 FieldSerializer
FieldSerializer对于拷贝的配置如下所示：

配置项	描述	默认值
copyTransient	如果为true，那么transient修饰字段也会被拷贝	true
可以通过FieldSerializerFactory修改配置，使用方法如下：

SerializerFactory.FieldSerializerFactory serializerFactory = new SerializerFactory.FieldSerializerFactory();
serializerFactory.getConfig().setCopyTransient(false);
kryo.setDefaultSerializer(serializerFactory);

3.3 TaggedFieldSerializer
TaggedFieldSerializer继承FieldSerializer，对于拷贝无额外配置项。同样可以通过TaggedFieldSerializerFactory修改配置，使用方法如下：

SerializerFactory.TaggedFieldSerializerFactory tagSerializerFactory = new SerializerFactory.TaggedFieldSerializerFactory();
tagSerializerFactory.getConfig().setCopyTransient(false);
kryo.setDefaultSerializer(serializerFactory);

四、并发处理

Kryo提供Pool类用于并发处理，使用过程中需要先创建Kryo池，池的容量表示用于存储的最大对象数，但是同时获取的数量可以超过池的最大容量：

// 构造器参数分别为thread safe, soft references, maximum capacity
Pool<Kryo> KRYO_POOL = new Pool<Kryo>(true, false, 64) {
    @Override
    protected Kryo create() {
        Kryo kryo = new Kryo();
        // 配置Kryo
        return kryo;
    }
};

然后在使用时先从Pool中获取Kryo对象，并在完成拷贝后（无论是否成功）务必归还：

Kryo kryo = KRYO_POOL.obtain();
try {
    return kryo.copy(origin);
} catch (Exception e) {
    log.error("Deep Copy", e);
    throw new RuntimeException("kryo copy fail!", e);
} finally {
    // 一定要归还
    KRYO_POOL.free(kryo);
}处理序列化对象时，可以创建一个Pool中的泛型类改为Output的池

五、性能测试

深拷贝

1.1 JMH性能对比
分别对Hotel对象（0）、小ListSearchResponse对象（1）、大ListSearchResponse对象（2）进行了多轮深拷贝测试。
JMH配置为单线程、迭代10次取平均值，具体如下所示：

@BenchmarkMode(Mode.AverageTime)
@Warmup(iterations = 3， time = 1)
@Measurement(iterations = 10， time = 5)
@Fork(1)
@State(value = Scope.Benchmark)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.NANOSECONDS)

每次迭代需要循环1000次多轮拷贝。

测试结果如下图所示，其中testCopy是用ProtostuffSerializer进行序列化，反序列化来深拷贝。从结果可以发现，Kryo的深拷贝时间相较于ProtostuffSerializer平均缩短了50-60%。
在这里插入图片描述