F018 - Serializable (직렬화, 역직렬화)

✍️ 업무를 진행하면서 Domain 클래스에 Serializable 인터페이스를 구현하는 경우를 봤던 경험이 있는데, 당시에는 왜 구현해야 하는지 찾아보지 않고 개발했었다.

이번 시간에는 Serializable 인터페이스는 어떤 용도로 사용하는지 공부해보자

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Serializable

public class SerializableTest implements Serializable {
	...
}

사전적 의미로는 직렬화라는 뜻을 가진다. 직렬화는 무엇일까?

모래시계 안에 있는 모래뭉치가 좁은 통로를 통과 할 때 각각의 알갱이로 나뉘어져 지나가는 것을 볼 수 있는데, 이는 Serializable 과 비슷하다고 생각된다.

애플리케이션은 외부와 데이터를 주고 받기 위해서 Stream 이용하여 통신하는데, 이 때 Stream은 byte 혹은 byte[] 만 통과 할 수 있다고 배웠다.

이 말은 데이터를 byte 단위로 나누어야만 Stream을 통해 외부에 데이터를 전송 할 수 있다는 말이다.

즉, 데이터(모래뭉치)를 좁은 통로(Stream)에 지나가게 하려면 모래 알갱이(byte 혹은 byte[])로 나누는 과정이 필요한데, Serializable 인터페이스를 통해 해결 할 수 있다.

📍 현재 동작 중인 JVM에서 새롭게 만든 객체를 JVM 외부에 파일로 저장해야 하는 경우

📍 저장장치에 저장되어 있는 객체 파일을 읽어야 하는 경우

📍 다른 서버에서 전송한 객체 데이터를 읽거나, 현재 동작 중인 서버에서 외부 서버 혹은 클라이언트에게 객체 데이터를 전송해야 하는 경우

위의 경우 외에서도 다양한 상황에서 사용되는데, 이렇게 외부로 객체 데이터를 전송하려고 할 때 Serializable 인터페이스를 구현하지 않는다면 InvalidClassException 예외를 발생시킨다.

이는 간단히 예를 들면 Stream을 통과하려고 하는 데이터가 Stream 입구에 맞지 않아 통과를 못하는 것이다.

SerialVersionUID - 역직렬화의 조건

public class HashMap<K,V> extends AbstractMap<K,V>
    implements Map<K,V>, Cloneable, Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 362498820763181265L;
        ...
}

Java API 내부에 있는 클래스들을 살펴보면 종종 위의 코드처럼 UID가 멤버 필드로 선언되어 있는 것을 확인 할 수 있다. 해당 변수의 의미는 무엇일까?

아래와 같은 객체이 있다고 가정해보자.

public static class SerialDto implements Serializable {
        private String name;
        private String address;
        private String phoneNumber;
        private String sex;

        public SerialDto(String name, String address, String phoneNumber, String sex) {
            super();
            this.name = name;
            this.address = address;
            this.phoneNumber = phoneNumber;
            this.sex = sex;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "이름 : " + name + " / 주소 : " + address + " / 전화번호 : " + phoneNumber + " / 성별 : " + sex;
        }
    }

해당 객체는 Serializable 인터페이스를 구현했기 때문에 정상적으로 JVM 외부에 데이터를 쓰거나 동일한 객체 데이터를 읽어올 수 있다.

그런데 만약 외부에서 읽어온 SerialDto 클래스의 멤버 변수가 현재 수행 중인 JVM에 존재하는 SerialDto 클래스의 멤버 변수가 다르다면 어떻게 될까?

이 때, 사람의 입장에서는 멤버 필드가 조금 다르기는 하지만 같은 SerialDto이다. 하지만 JVM 입장에서는 멤버 필드가 다르기 때문에 전혀 다른 객체로 인식한다.
이는 변수의 추가나 변경 등의 작업이 진행되면 serialVersionUID의 값이 자동으로 변경되기 때문에 같은 객체로 인식하지 못하는 것이다.

이렇게 변경이 자주 일어나는 경우에 발생하는 문제를 해결하기 위해서 serialVersionUID 변수를 멤버 필드로 선언한다.

public static class SerialDto implements Serializable {
                final static long serialVersionUID = 1L;

        private String name;
        private String address;
        private String phoneNumber;
        private String sex;

                ...
}

이렇게 클래스의 멤버 필드로 serialVersionUID 변수를 선언하면 변수의 추가나 변경 등에 영향 받지 않고 같은 객체로 인식 할 수 있게 된다.

trasient

직렬화 된 객체 중 특정 멤버 필드는 제외하고 저장하여 외부에서 해당 객체를 역직렬화 할 때 제외된 멤버 필드는 확인 할 수 없게 구현해야 하는 경우가 존재한다.

이러한 경우에는 멤버 필드에 한해 transient 예약어를 선언해주면 해당 멤버 필드는 객체 직렬화에서 제외된다.

private transient String nickname;

직렬화를 사용하는 이유?

직렬화의 방법에는 문자열 직렬화(csv, json)와 이진 직렬화 그리고 Serializable 인터페이스를 이용한 직렬화 방법이 있다.
위의 방법 중 상황에 맞게 사용하면 되지만, Java 프로그래밍에서 왜 굳이 Serializable 인터페이스를 구현해서 사용하는걸까?

📍 Java 시스템에 최적화되어 있는 구조
→ 별도의 작업없이 멤버 필드의 타입을 알아서 매핑해주기 때문에 신경 써야 하는 부분이 줄어든다.

📍 때문에 역직렬화를 수행하고 바로 객체의 내부 데이터에 접근 할 수 있다.
하지만 SerialVersionUID 값을 모든 객체에 대해 개발자가 일일히 작업해줘야 하는 번거로움이 존재한다.

📍 이로 인해 별도로 SUID를 지정하지 않은 객체는 해당 객체의 내부 구조가 변경될 경우 사용 할 수 없게 된다.

이러한 직렬화는 JVM 메모리에만 상주하고 있는 객체 데이터를 그대로 영속화가 필요할 때 사용되는데QueryDSL 기술이 떠오른다.
이는 시스템이 종료되더라도 객체 데이터가 없어지지 않는 장점을 가지는데, 덕분에 네트워크로의 전송도 가능해진다.

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참고 사이트

자바 직렬화, 그것이 알고싶다. 훑어보기편 - 우아한형제들 기술 블로그

 

자바 직렬화, 그것이 알고싶다. 실무편 - 우아한형제들 기술 블로그