Kryo 为什么比 Hessian 快

Kryo 是一个快速高效的Java对象图形序列化框架，它原生支持java，且在java的序列化上甚至优于google著名的序列化框架protobuf。由于protobuf需要编写Schema文件（.proto），且需静态编译。故选择与Kryo类似的序列化框架Hessian作为比较来了解一下Kryo为什么这么快。

序列化的过程中主要有3个指标：

1、对象序列化后的大小

一个对象会被序列化工具序列化为一串byte数组，这其中包含了对象的field值以及元数据信息，使其可以被反序列化回一个对象

2、序列化与反序列化的速度

一个对象被序列化成byte数组的时间取决于它生成/解析byte数组的方法

3、序列化工具本身的速度

序列化工具本身创建会有一定的消耗。

从序列化后的大小入手：

测试类：

Java代码


public class Simple implements java.io.Serializable{

private String name;

private int age;

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

public int getAge() {

return age;

}

public void setAge(int age) {

this.age = age;

}

static Simple getSimple() {

Simple simple = new Simple();

simple.setAge(10);

simple.setName("XiaoMing");

return simple;

}

}

Kryo序列化：

Java代码


Kryo kryo = new Kryo();

kryo.setReferences(false);

kryo.setRegistrationRequired(false);

kryo.setInstantiatorStrategy(new StdInstantiatorStrategy());

output.setOutputStream(new FileOutputStream("file.bin"));

kryo.writeClassAndObject(output, Simple.getSimple());

output.flush();

查看序列化后的结果：



红色部分：对象头，01 00代表一个未注册过的类

黑色部分：对象所属的class的名字(kryo中没有设定某个字段的结束符，对于String这种不定长的byte数组，kryo会在其
最后一个byte字节加上x70，如类名最后一位为e,其askii码为x65，在其基础上加x70，即为E5)

绿色部分：表示这个对象在对象图中的id。即simple对象在对象图中的id为01.

蓝色部分：表示该类的field。其中02 14中14表示int数值10（映射关系见表1），02和绿色部分的01意思是一样的，即
10这个int对象在对象图中的id为02。以此类推，03表示对象图中的第三个对象，即XiaoMing这个String，
同样其最后一位byte被加了x70。

Hessian序列化：

Java代码


HessianOutput hout = new HessianOutput(new FileOutputStream("hessian.bin"));

hout.writeObject(Simple.getSimple());

查看序列化后的结果：



红色部分： 对象头

黑色部分： 对象所属的类名（类名的askii码）

紫色部分： 字节类型描述符，表示之后的字节属于何种类型，53表示String，49表示int，等等

绿色部分： 字节长度描述符，用于表示后面的多少个字节是表示该字节组的

白色部分： field实际的类型的byte值

蓝色部分： filed实际的value

7A： 结束符

从序列化后的字节可以看出以下几点：

1、Kryo序列化后比Hessian小很多。（kryo优于hessian）

2、由于Kryo没有将类field的描述信息序列化，所以Kryo需要以自己加载该类的filed。这意味着如果该类没有在kryo中注册，或者该类是第一次被kryo序列化时，kryo需要时间去加载该类（hessian优于kryo）

3、由于2的原因，如果该类已经被kryo加载过，那么kryo保存了其类的信息，就可以很快的将byte数组填入到类的field中,而hessian则需要解析序列化后的byte数组中的field信息，对于序列化过的类，kryo优于hessian。

4、hessian使用了固定长度存储int和long，而kryo则使用的变长，实际中，很大的数据不会经常出现。(kryo优于hessian)

5、hessian将序列化的字段长度写入来确定一段field的结束，而kryo对于String将其最后一位byte+x70用于标识结束（kryo优于hessian）

总上所述：

kryo为了保证序列化的高效性，会加载需要序列化的类，这会带来一定的消耗。可以理解为kryo本身的消耗。由于这点消耗从而可以保证序列化后的大小（避免不必要的源数据）比较小和快速的反序列化。

通过变长的int和long值保证这种基本数据类型序列化后尽量小

通过最后一位的特殊操作而非写入长度来标记字段的范围

本篇未涉及到的地方还有：

使用开源工具reflectasm进行反射而非java本身的反射

使用objenesis来创建无默认构造函数的类的对象

由于kryo目前只支持Java，所以官方文档也没有给出它序列化所用的kryo grammer，默认支持以下十种。见表一

表一：

Grammer代码


# the number of milliseconds since January 1, 1970, 00:00:00 GMT

date ::= x01 x00 <the number of milliseconds since January 1, 1970, 00:00:00 GMT>

# boolean true/false

boolean ::= x02 x01 # true

::= x02 x00 # false

# 8-bit binary data

byte ::= x03 <binary-data> # binary-data

# char

char ::= x04 x00 <binary-data> # binary-data

# short

short ::= x05 [x00-x7F] [x01-xFF] # 0 to 32767

::= x05 [x80-xFF] [x01-xFF] # -23768 to -1

# 32-bit signed integer( + x02 when increment)

int ::= x06 x01 [x00-x7E] # 0 to 63

::= x06 x01 [x80-x9E] [x04-xFF] # 64 to 4095

::= x06 x01 [xA0-xBE] [x00-xFF] [x01-xFF] # 4096 to 1048575

::= x06 x01 [xC0-xDE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 1048576 to 268435455

::= x06 x01 [xE0-xFE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-x07] # 268435456 to 2147483647

::= x06 x01 [x01-x7F] # -1 to -64

::= x06 x01 [x81-x9F] [x04-xFF] # -65 to -4096

::= x06 x01 [xA1-xBF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -4097 to -1048576

::= x06 x01 [xC1-xDF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -1048577 to -268435456

::= x06 x01 [xE1-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-x07] # -268435457 to -2147483648

# 64-bit signed long integer ( +x02 when incerment)

long ::= x07 x01 [x00-x7E] # 0 to 63

::= x07 x01 [x80-x8E] [x08-xFF] # 64 to 2047

::= x07 x01 [x90-x9E] [x00-xFF] [x01-xFF] # 2048 to 524287

::= x07 x01 [xA0-xAE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 524288 to 134217727

::= x07 x01 [xB0-xBE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 134217728 to 34359738367

::= x07 x01 [xC0-xCE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 34359738368 to 8796093022207

::= x07 x01 [xD0-xDE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 8796093022208 to 2251799813685247

::= x07 x01 [xE0-xEE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # 2251799813685248 to 576460752303423487

::= x07 x01 [xF0-xFE] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-x0F] # 576460752303423488 to 9223372036854775807

::= x07 x01 [x01-x7F] # -1 to -64

::= x07 x01 [x81-x8F] [x08-xFF] # -65 to -2048

::= x07 x01 [x91-x9F] [x00-xFF] [x01-xFF] # -2049 to -524288

::= x07 x01 [xA1-xAF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -524289 to -134217728

::= x07 x01 [xB1-xBF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -134217729 to -34359738368

::= x07 x01 [xC1-xCF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -34359738369 to -8796093022208

::= x07 x01 [xD1-xDF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -8796093022209 to -2251799813685248

::= x07 x01 [xE1-xEF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-xFF] # -2251799813685249 to -576460752303423488

::= x07 x01 [xF1-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x00-xFF] [x01-x0F] # -576460752303423489 to -9223372036854775808

# float/Float

float ::= x08 x01 <floatToInt>

# double/Double

double ::= x09 x01 <doubleToLong>

# String

String ::= x0A x01 x82 <utf8-data> # data.length()=1

::= x0A x01 <utf8-data.subString(0,data.length()-2)> <utf8-data.charAt(data.length-1)>+x70 # data.length()>1

# The class not registered in kryo

Object ::= x01 x00 <(string)className> <(byte)id> <(Object)objectFieldValue ordered by fieldName>