Serialization(직렬화)

객체의 상태를 바이트 스트림으로 변환하여 파일, 데이터베이스, 네트워크 등으로 전송할 수 있도록 하는 기술

직렬화(Serialization)란 객체에 저장된 데이터를 스트림에 쓰기(write)위해 연속적인(serial) 데이터로 변환하는 것을 말한다.

ObjectOutputStream과 ObjectInputStream

ObjectOutputStream과 ObjectInputStream은 각각 객체의 직렬화와 역직렬화를 처리하는 스트림 클래스로, 기본적인 직렬화/역직렬화 메커니즘을 제공한다.

ObjectOutputStream

객체를 직렬화하여 출력 스트림에 기록할 수 있도록 해준다. 기본적으로 객체의 모든 필드를 직렬화하지만, transient로 표시된 필드는 제외된다.

• defaultWriteObject():

  • 기본 직렬화 동작을 수행

  • 이 메서드를 호출하지 않으면 기본 필드가 직렬화되지 않음

  • 커스터마이징이 필요할 경우, 이 메서드 호출 후 추가적인 데이터를 기록 가능

• writeObject()

  • 기본 직렬화 동작을 커스터마이징하기 위해 정의할 수 있음

  • 이 메서드를 통해 transient 필드를 포함한 추가적인 데이터를 직접 기록 가능

ObjectInputStream

직렬화된 객체를 역직렬화하여 입력 스트림에서 객체로 복원할 수 있도록 해준다.

• defaultReadObject()

  • 기본 역직렬화 동작을 수행

  • 이 메서드를 호출하지 않으면 기본 필드가 역직렬화되지 않음

  • 메서드 호출 후, 추가적인 데이터를 읽어들일 수 있음

• readObject()

  • 기본 역직렬화 동작을 커스터마이징하기 위해 정의할 수 있음

  • 이 메서드를 통해 직렬화 과정에서 기록된 추가적인 데이터 복원 가능

Serializable 인터페이스

Java에서 직렬화를 지원하기 위해 Serializable 인터페이스를 구현해야 한다.

• 인터페이스는 특별한 메서드를 정의 할 필요 없으며, 단순히 해당 객체가 직렬화될 수 있음을 나타냄

• Java 직렬화 과정에서 특정 동작을 커스터마이징하기 위해 여러 메서드를 정의할 수 있음

transient 키워드

transient 키워드는 직렬화 과정에서 특정 필드를 제외하고 싶을 때 사용된다.

• 비밀번호와 같은 민감한 정보나 불필요한 정보에 선언

• transient로 선언된 필드는 기본적으로 직렬화되지 않으며, 역직렬화 시에는 해당 타입의 기본값으로 초기화됨

직렬화와 관련된 메서드

직렬화와 관련된 주요 메서드와 각 메서드의 역할은 다음과 같다.

Method	Description
private void writeObject(ObjectOutputStream out)	직렬화 과정 중 객체 데이터를 직접 쓰는 방법을 정의
private void readObject(ObjectInputStream in)	역직렬화 과정 중 객체 데이터를 직접 읽는 방법을 정의
private Object readResolve()	역직렬화 후, 반환할 인스턴스를 대체하거나 변경
private Object writeReplace()	직렬화 전, 직렬화될 인스턴스를 대체하거나 변경
private void readObjectNoData()	직렬화된 데이터 없이 객체를 읽을 때 호출

Serializable 인터페이스 구현 예시

아래는 Serializable 인터페이스를 구현한 예시 코드로, 수행되는 순서는 다음과 같다.

1. writeReplace: 직렬화 전, 직렬화될 인스턴스를 대체하거나 변경

2. writeObject: 직렬화 과정 중 객체 데이터를 직접 쓰는 방법을 정의

3. readObject: 역직렬화 과정 중 객체 데이터를 직접 읽는 방법을 정의

4. readResolve: 역직렬화 후, 반환할 인스턴스를 대체하거나 변경

class Person implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String name;
    private int age;
    private transient String password; // 직렬화에서 제외될 필드

    public Person(String name, int age, String password) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.password = password;
    }

    // 1.
    private Object writeReplace() throws ObjectStreamException {
        System.out.println("writeReplace called");
        // 직렬화 시 이름을 "Replaced Ogu"으로 변경하여 반환
        return new Person("Replaced " + name, age, password);
    }

    // 2.
    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
        System.out.println("writeObject called");
        out.defaultWriteObject(); // 기본 직렬화 동작
        // 비밀번호를 Base64로 인코딩하여 직렬화
        String encodedPassword = Base64.getEncoder().encodeToString(password.getBytes());
        out.writeObject(encodedPassword); // name, age, password 순서로 직렬화
    }

    // 3.
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        System.out.println("readObject called");
        in.defaultReadObject(); // 기본 역직렬화 동작, name, age 복원
        // 직렬화된 비밀번호를 Base64로 디코딩하여 복원
        String encodedPassword = (String) in.readObject(); // password 복원
        password = new String(Base64.getDecoder().decode(encodedPassword));
    }


    // 4.
    private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
        System.out.println("readResolve called");
        return new Person(name, age + 100, password);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + ", password='" + password + "'}";
    }
}

class SerializationExample {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Ogu", 59, "secretPassword");

        // 직렬화
        try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"))) {
            out.writeObject(person);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 역직렬화
        try (ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.ser"))) {
            Person deserializedPerson = (Person) in.readObject();
            System.out.println("Deserialized Person: " + deserializedPerson);
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}