Serialización en Java: todo lo que necesita saber [2022]

Con el auge cada vez mayor de la industria de TI, nuestra confianza en ella parece estar creciendo cada día que pasa. Este crecimiento constante ha empujado a muchos profesionales a adoptar lenguajes de programación en un intento por mantenerse relevantes dentro de la industria. Si bien la industria utiliza varios idiomas para atender a sus clientes, algunos idiomas se usan con más frecuencia que otros. Java es uno de esos lenguajes.

Independientemente de si es un novato o un veterano, un sólido conocimiento de Java lo beneficiará en cada paso de su viaje de software. Como cualquier otro lenguaje de programación, Java también incluye un completo plan de estudios propio. Uno tiene que practicar el idioma diariamente para dominar todos los diversos conceptos que marcan el idioma. Uno de esos conceptos que ayuda mucho a los usuarios es la práctica de la serialización en Java.

Introducción

La serialización en el contexto de Java se refiere al proceso en el que un objeto de código Java se convierte sistemáticamente en un Byte Stream. Esto se hace para permitir la transferencia eficiente de dicho código objeto de una máquina virtual Java a otra. Posteriormente, esto permite su recreación con la ayuda de la deserialización. Utilizamos la serialización para cumplir múltiples objetivos. Echemos un vistazo a los más populares y relevantes en la siguiente sección.

¿Por qué se utiliza la serialización?

El fenómeno de representar un objeto como una secuencia de bytes tiene su parte justa de uso dentro del paradigma de programación. Cuando el proceso se extiende también a la representación de los datos del objeto, la utilidad aumenta muchas veces. A continuación se enumeran algunos de los usos más comunes de la serialización en Java.

Comunicación

La serialización en Java permite una comunicación efectiva y rápida entre múltiples sistemas informáticos. Estas unidades hacen uso de la serialización y transmisión de objetos para facilitar el uso compartido y el diseño simultáneo de varios objetos. En consecuencia, esto da como resultado una ejecución final suave también. En el caso de bases de datos voluminosas, la serialización permite un enfoque altamente simplificado para el manejo de objetos.

almacenamiento en caché

El almacenamiento en caché, en un sentido más amplio, se refiere al método de almacenar información para acceder a ella en un momento posterior, invirtiendo un tiempo mínimo en ella. La serialización en Java solicita el almacenamiento en caché al minimizar el tiempo consumido en deserializar un objeto grande. Es bien sabido que el tiempo que se tarda en construir un objeto es mucho mayor en comparación con el tiempo que se tarda en deserializarlo. Por lo tanto, la serialización ayuda a optimizar este consumo de tiempo al almacenar en caché los objetos relativamente más grandes de la mezcla.

Copia profunda

La copia profunda en Java se refiere al proceso de copiar objetos de un árbol de tal manera que no dependa de ninguna de sus versiones anteriores que puedan estar sujetas a un grado de cambio. Este proceso de clonación se hace mucho más fácil al adoptar la serialización. Al serializar el objeto en una matriz de bytes y luego deserializarlo, el usuario puede lograr una réplica de dicho objeto.

Sincronización cruzada de máquinas virtuales Java

La principal ventaja de practicar la serialización radica en el hecho de que permite al usuario operar en diferentes JVM. Una vez que se adopta la serialización, no importa si estas JVM funcionan en las mismas o diferentes arquitecturas y sistemas operativos o no.

Persistencia

Al aplicar la serialización a un objeto, se puede almacenar directamente el estado del elemento sin ningún inconveniente. Además, también permite al usuario guardar el estado mencionado en una base de datos que se puede recuperar más tarde en cualquier momento en el futuro.

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Serializar un objeto: el proceso involucrado

Antes de proceder con la serialización de un objeto, primero debemos establecer si es serializable o no en primer lugar. Ahora, ¿cómo determinamos eso? Un objeto en Java es serializable si y solo si su clase o cualquiera de sus clases principales permiten la implementación de la interfaz java.io.Serializable. Los criterios también se cumplen si estas clases también implementan su subinterfaz, que es java.io.Externalizable.

Como se discutió anteriormente, la sincronización cruzada de JVM es una de las aplicaciones más potentes del uso de la serialización. Cuando serializamos un objeto, convertimos el estado de este objeto en un flujo de bytes. Como resultado, nos es posible transferir el objeto de una máquina virtual Java a otra. En consecuencia, este flujo de bytes también se puede volver a convertir en el objeto original.

Esta conversión también se conoce como deserialización. Es el proceso inverso de serialización en el que el flujo de bytes de un objeto del remitente que ha sido previamente serializado se recrea en el extremo receptor.

Ventajas de la serialización en Java

Al discutir los usos y aplicaciones de la serialización en las secciones anteriores, ya hemos arrojado algo de luz sobre sus diversos méritos. Ahora es el momento de profundizar en ellos.

• Una de las ventajas más significativas de la serialización es el hecho de que es una función integrada. Para implementar o ejecutar la serialización, no necesita la ayuda de ningún software de terceros.
• Incluso para los usuarios que son principiantes y recién están aprendiendo, la serialización es un proceso bastante fácil de aprender y comprender.
• A menudo, los desarrolladores que provienen de diferentes entornos de programación obtienen un toque de experiencia cuando tienen que lidiar con los matices de un nuevo lenguaje. Sin embargo, en el caso de la serialización, el proceso es universal y, por lo tanto, bastante familiar para todos los desarrolladores.
• No solo es fácil de usar e implementar, sino que también es igualmente fácil de personalizar.
• Actualmente, hay una serie de tecnologías críticas que hacen uso de la serialización en sus operaciones. Esto se debe a que los flujos de datos serializados admiten el cifrado, la autenticación, la compresión y la computación Java segura.

Desventajas de la serialización en Java

Ningún lenguaje de programación es cien por cien perfecto, y tampoco pueden pretender serlo. Como resultado, los conceptos y los procesos que los constituyen tampoco carecen de sus propios defectos. Estas son algunas de las desventajas generales asociadas con el proceso de serialización.

• Algunos procesos de serialización también requieren que la deserialización se aplique en tándem. Ahora, la desventaja de aplicar la deserialización es que hace que los objetos se vuelvan quebradizos. Como resultado, nunca hay una certeza completa de que dicho objeto se deserializará de manera efectiva.
• Cuando se invoca el proceso de serialización, provoca la creación de un montón de variables transitorias. Estas variables transitorias, cuando se crean, ocupan espacio de memoria adicional. Sin embargo, muchas de estas variables transitorias no se inicializan porque no se llama al constructor durante estos procesos. Posteriormente, acaban afectando a una variación del Standard Java Flow.
• A pesar de todas sus optimizaciones de consumo de tiempo, el proceso de serialización es cada vez más ineficiente en lo que respecta a la utilización de la memoria.
• El proceso de serialización no ofrece ningún mecanismo de control de transición por cada edición estándar de Java. Como resultado, no se prefiere su uso en asociación con aplicaciones que necesitan acceso paralelo sin el requisito de API de terceros.
• Al usar la serialización, a menudo hay que comprometerse a obtener un control detallado para acceder a los Objetos.

La serialización vista a través de una lente práctica

Hasta ahora, hemos discutido el proceso de serialización como un concepto teórico, incluidas sus diversas ventajas y desventajas. Ahora es momento de adentrarnos en una discusión que nos permita visualizar la serialización desde un punto de vista práctico y su implementación de la misma. A continuación se enumeran algunos casos que nos ayudan a comprender la realización práctica de la serialización.

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Serialización y herencia

La herencia en Java se define ampliamente como el fenómeno en el que una clase adquiere o hereda los métodos y los campos de otra clase. La clase que hereda las propiedades se denomina subclase y la clase cuyas propiedades se heredan se denomina superclase. El término superclase también se usa indistintamente con la clase base y la clase principal.

Nuestro primer caso trata sobre la serialización en el contexto de las superclases. Generalmente, si una superclase es serializable, entonces sus subclases también pueden considerarse serializables por defecto. Por supuesto, esto es cierto solo si la superclase implementa la interfaz Serializable. Sin embargo, también hay ciertos casos en los que la subclase se puede serializar incluso si la superclase no implementa la interfaz Serializable.

Esto tiene lugar cuando la subclase logra implementar la interfaz Serializable en su capacidad única. Si la superclase falla al implementar la interfaz serializable bajo cualquier circunstancia, entonces los objetos de la subclase pueden serializarse manualmente cuando la subclase implemente la interfaz serializable.

A veces, el usuario también puede encontrarse con una tercera posibilidad. Esta posibilidad surge cuando la superclase es serializable, pero el usuario no necesita adoptar el proceso con respecto a la subclase.

En situaciones como estas, hay formas en las que se puede prevenir conscientemente la serialización no deseada de la subclase. Esto se puede hacer implementando los métodos writeObject() y readObject() en la subclase. Sin embargo, la implementación de estos métodos por sí sola no es suficiente. Además de escribir estos métodos, el usuario también debe asegurarse de que dichos métodos no arrojen la excepción NotSerializableException de su implementación.

Serialización con la ayuda de un miembro estático

Cuando se implementa el proceso de serialización, termina ignorando los miembros de campo estáticos en el proceso. Esto se debe principalmente a que la serialización como procedimiento se ocupa en gran medida del estado más reciente del objeto en cuestión. Como resultado, mientras que los datos asociados con una instancia específica de una clase se serializan con éxito, el campo de miembro estático en relación con ella no lo es.

Serialización con respecto a Documentos XML

La serialización de objetos Java a XML se puede lograr de varias maneras. Principalmente se realizan con la ayuda de XMLEncoder y XMLDecoder. El objetivo principal de serializar objetos Java en documentos XML radica en tratar de limitar las diversas desventajas que el proceso de serialización conlleva inherentemente.

Uno de los problemas más relevantes en el proceso de serialización es que la lógica que guarda y restaura los objetos serializados se basa únicamente en la estructura interna de las clases constituyentes. No tiene en cuenta ninguno de los cambios que se pueden haber producido en esas clases en el tiempo que transcurre entre guardar el objeto y recuperarlo. Posteriormente, esto da como resultado la falla inminente del proceso de deserialización.

La serialización también da lugar a problemas de versiones. Esto sucede cuando el usuario guarda un objeto usando una versión de la clase pero intenta deserializar la misma clase usando una versión diferente o nueva de la clase. En este caso, el proceso de deserialización también falla.

Por lo tanto, para evitar todos estos problemas, algunos usuarios prefieren serializar objetos en documentos XML en lugar de adoptar el enfoque convencional de serializarlos en formato binario. Además, la serialización de objetos Java en documentos XML también garantiza que el objeto sea legible por humanos, lo que facilita un mayor grado de comodidad.

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Comprender la interfaz externalizable

La interfaz Externalizable en Java es bastante similar a la interfaz de serialización. La diferencia radica en sus capacidades para ofrecer serialización personalizada. La interfaz externalizable le brinda la opción de elegir los objetos que desea que se almacenen en la secuencia, mientras que la interfaz de serialización no le otorga el mismo privilegio.

Uno puede aprovechar la interfaz externalizable bajo java.io. La interfaz externalizable también proporciona al usuario dos métodos. El primero es el vacío público writeExternal (ObjectOutput out) lanza IOException. El otro es el vacío público readExternal (ObjectOutput in) lanza IOException.

Diferencia entre serialización y externalización

Además de sus capacidades para ofrecer serialización personalizada, algunas otras variables clave también diferencian la serialización y la externalización. El siguiente segmento los examina más de cerca.

Implementación

Una de las principales diferencias entre las interfaces serializables y externalizables radica en su implementación. La interfaz externalizable espera que el usuario mencione explícitamente los objetos que desea serializar. Este no es el caso cuando se trata de la interfaz serializable. En la interfaz serializable, todos los objetos y variables son serializados, sin ninguna diferenciación, durante el tiempo de ejecución.

Métodos

La interfaz externalizable consta principalmente de dos métodos. Estos son el método writeExternal() y el método readExternal(). La interfaz serializable, por otro lado, no comprende ningún método en absoluto.

Proceso

Cuando uno está realizando el proceso de serialización en la interfaz externalizable, se le otorga el privilegio de una serialización personalizada. Mientras que en la interfaz serializable uno se ha sometido al proceso de serialización predeterminado.

Control y compatibilidad con versiones anteriores

La interfaz externalizable admite la serialización sin reservas al control de versiones en cuestión. El único problema con este enfoque es que el usuario tiene que ser responsable mientras serializa la superclase. Por el contrario, la interfaz de serialización requiere que la misma versión de las JVM esté presente en ambos extremos. Sin embargo, permite una serialización predeterminada de todos los objetos y clases, incluida también la superclase.

Constructor público sin argumentos

Mientras se reconstruye el objeto serializado, la interfaz de externalización requiere el uso del constructor público sin argumentos. Esto es diferente en el caso de la interfaz de serialización que no requiere explícitamente el constructor sin argumentos, sino que utiliza la reflexión para reconstruir los objetos y las clases serializados.

Serialización en Java: las controversias

Hay bastantes controversias que se relacionan con el concepto de serialización en Java. Muchos de ellos se preocupan por la eliminación de la serialización como procedimiento en primer lugar. Se considera ampliamente que los arquitectos de Oracle han estado considerando durante mucho tiempo eliminar la serialización de Java, ya que lo consideran un error horrible de 1997.

Según su investigación, las fallas en el diseño del procedimiento de serialización son tales que representan una amenaza para los datos mismos. En esa medida, Mark Reinhold en 1997 atribuyó casi un tercio de todas las vulnerabilidades de Java al proceso de serialización, e incluso afirmó que el cociente también podría ser cómodamente mayor que eso.

Por lo tanto, existe una buena posibilidad de que la serialización como construcción se elimine o reemplace por completo de los anales de Java en sus próximas actualizaciones. Esto también podría deberse a que la mayoría de los expertos no consideran que la serialización sea una opción ideal que los principiantes en Java puedan implementar en sus proyectos.

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Conclusión

No se puede concluir una discusión y deliberación sobre la serialización arrojando algo de luz sobre algunas de sus mejores prácticas. Aquí hay algunos que el usuario debe adoptar para garantizar la mejor experiencia para ellos.

• Para indicar campos serializables, se debe usar la etiqueta javadoc@serial.
• Para los archivos que representan objetos serializados, se prefiere que se use la extensión .ser.
• Normalmente, el proceso de someter campos estáticos o transitorios a la serialización predeterminada está mal visto.
• A menos que sea absolutamente obligatorio, se debe, en todas las circunstancias, tratar de evitar la serialización de las Clases Extensibles.
• Al implementar la serialización, uno debe asegurarse de evitar que las clases internas se involucren en el proceso de serialización.

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