자바의 직렬화(Serialization)란?

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자바 직렬화 (Java serialization)

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자바 직렬화, 그것이 알고싶다. 훑어보기편 | 우아한형제들 기술블로그

 

# 직렬화(Serialization)

직렬화란 데이터를 바이트 단위로 변환하여, 파일 또는 네트워크를 통해 송수신(I/O) 가능하도록 만드는 것을 의미한다.

 

직렬화 기술은 마샬링(marshalling)과 원격 프로시저 호출(remote procedure call)과 비슷한 기술이긴 하다. 마샬링은 파라메타를 바이트로 전달하는 작업이라면, 직렬화는 마샬링을 이용하여 [객체나 구조적인 데이터]를 바이트 스트림으로 전환하여 입출력하는 작업이다.

 

웹 환경(객체, 구조화된 데이터), 네트워크 패킷 통신, 분산컴퓨팅, 데이터베이스에서 구조화 데이터 저장등 직렬화는 다양한 분야에서 쓰이는 기술이다. 직렬화 성능에 따라 CPU, 메모리, 네트워크 비용이 크게 달라진다.

 

#직렬화 데이터 방식

네트워크상에서 데이터를 주고 받을 때, Binary 단위로 직접 받아도 되지만 보통은 아래와 같은 직렬화 데이터구조를 사용한다.

• Json (JavaScript Object Notation)
  - 단순한 key-value 텍스트 형식으로 사람, 기계가 모두 읽을 수 있는 직렬화 데이터 형식이다.
• XML (eXtensible HTML)
  - 태그를 사용하는 텍스트 형식이다. Json보다 복잡하지만 schema를 적용할 수 있고 무결성 검사가 가능하다.
• YAML (YAML Ain't HTML)
  - XML에 보다 사람이 읽기 편하도록 만들어진 마크업 언어이다. 문법이 단순하고 가독성이 높다.

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#직렬화를 사용하기 전 자바

자바에서는 정수, 문자열, 바이트단위의 입출력만 제공했었다. 그래서 복잡한 객체를 파일로 저장<->복원 하거나 네트워크로 전송하기 위해서는 객체의 멤버변수를 일정한 형식(네트워크의 경우 패킷단위)으로 변환하여 전송하여야 했다.

 

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#객체 직렬화

자바에서는 Serializable 인터페이스를 통해 직렬화를 제공한다.

객체 직렬화는 객체의 내용(멤버 변수의 내용)을 자바 입출력에서 자동적으로 바이트 단위로 변환하여 저장<->복원 해주고 네트워크로 전송할 수 있도록 해주는 기능이다. 즉 개발자 입장에서는 복잡한 객체를 사용하더라도 손쉽게 파일로 저장하거나 네트워크로 전송할 수 있다.

 

또한 자바에서 자동으로 해주는 것이기에 운영체제가 달라도 개발자가 신경 쓸 것은 없다. 객체직렬화가 진행 될 때 멤버변수가 레퍼런스를 가지고 있는 경우(*단 해당 객체도 Serializable 인터페이스를 구현한 경우)에도 자동으로 해당 객체를 불러와 함께 직렬화해버린다. 이런식으로 사용되는 레퍼런스 객체들을 전부 연속적으로 직렬화하여 네트워크에 손쉽게 객체를 전달할 수 있게 된다.

 

참고로 externalization 인터페이스를 이용하여 직접 직렬화 코드를 만들 수도있지만, 사용할 일은 거의 없다.

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# 객체 전송의 단계

객체를 분해하여 전송하기 위해서는 직렬화(Serialization) 되어야 한다. 참고로 여기에서 마샬링(Marshalling)이란 데이터를 바이트 덩어리로 만들어, I/O 스트림에 보낼 수 있는 형태로 바꾸는 변환작업을 의미한다.

• (1) 직렬화된 객체를 바이트 단위로 분해한다. (marshalling)
• (2) 직렬화 되어 분해된 데이터를 순서에 따라 전송한다.
• (3) 전송 받은 데이터를 원래대로 복구한다. (unmarshalling) 

 

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# 자바의 직렬화

자바에서 객체를 마샬링(Marshalling)하기 위해서는 Serializable 인터페이스를 구현해야한다. 참고로 해당 인터페이스 내부에는 아무런 메서드가 존재하지 않고, 단순히 JVM이 직렬화할 수 있게 정보를 전달하는 의미만을 가진다.

 

직렬화 가능한 객체의 조건은 아래와 같다.

• Serializable 인터페이스를 구현하여 JVM에게 직렬화 객체임을 알려야 한다.
• 기본형 타입(boolean, char...)은 조건없이 직렬화가 가능하다.
• 해당 객체가 가진 레퍼런스 타입은 모두 직렬화가 가능하여야 한다. 즉 Serializable을 구현하여야 한다.
• 직렬화 과정에서 제외하고 싶은 경우에는 transient 키워드를 사용한다. (해당 멤버는 null이 대입된다)

class Member implements Serializable{
    private tansient String password; // 해당 멤버는 null 값이 대입됨. 직렬화 되지 않음.
    private String email;
    private int age;
}