Galileo Computing :: Java 7 - Mehr als eine Insel

6.10 Alternative Datenaustauschformate

Die Standard-Serialisierung hat das Problem, dass sie nicht plattformunabhängig ist. Sollen aber über Rechnergrenzen Daten übertragen und ausgetauscht werden, so kommen andere Formate ins Spiel. Dieses Kapitel stellt einige Lösungen zur Serialisierung vor.

6.10.1 Serialisieren in XML-Dateien

Eine Abbildung in XML hat viele Vorteile, unter anderem den, dass auch andere Programmiersprachen leicht an die Daten kommen. Mittlerweile finden sich viele Bibliotheken, die Objektgraphen in XML abbilden:

XStream (http://xstream.codehaus.org/)
Java Architecture for XML Binding: JAXB (https://jaxb.dev.java.net/)
Commons Betwixt (http://jakarta.apache.org/commons/betwixt/)
XMLBeans (http://xmlbeans.apache.org/)
Castor (http://www.castor.org/)
Simple (http://simple.sourceforge.net/)

6.10.2 XML-Serialisierung von JavaBeans mit JavaBeans Persistence *

Um mit der JavaBeans Persistence Objekte in XML zu schreiben und von dort zu laden, werden statt der Klassen ObjectOutputStream und ObjectInputStream die Klassen XMLEncoder und XMLDecoder eingesetzt.

Abbildung 6.15: Klassendiagramme von XMLEncoder und XMLDecoder (der keine besondere Oberklasse hat)

Die folgende Klasse ist unserem Programm SerializeAndDeserialize nachempfunden. Ersetzen müssen wir lediglich die ObjectXXXStream-Klassen. Die Klassen XMLEncoder und XMLDecoder liegen auch nicht in java.io, sondern unter dem Paket java.beans. Interessanterweise muss die Ausnahme ClassNotFoundException nicht mehr aufgefangen werden:

Listing 6.37: com/tutego/insel/io/ser/SerializeAndDeserializeXML.java

package com.tutego.insel.io.ser;

import java.io.*;
import java.util.Date;
import java.beans.*;

public class SerializeAndDeserializeXML
{
  public static void main( String[] args )
  {
    String filename = "datum.ser.xml";

    // Serialisieren

    XMLEncoder enc = null;

    try
    {
      enc = new XMLEncoder( new FileOutputStream(filename) );
      enc.writeObject( "Today" );
      enc.writeObject( new Date() );
    }
    catch ( IOException e ) {
      e.printStackTrace();
    }
    finally {
      if ( enc != null )
        enc.close();
    }

    // Deserialisieren

    XMLDecoder dec = null;

    try
    {
      dec = new XMLDecoder( new FileInputStream(filename) );

      String string = (String) dec.readObject();
      Date   date   = (Date)   dec.readObject();

      System.out.println( string );
      System.out.println( date );
    }
    catch ( IOException e ) {
      e.printStackTrace();
    }
    finally {
      if ( dec != null )
        dec.close();
    }
  }
}

Und so sehen wir nach dem Ablauf des Programms in der Datei datum.ser.xml Folgendes:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<java version="1.6.0" class="java.beans.XMLDecoder">
 <string>Today</string>
 <object class="java.util.Date">
  <long>1272904776250</long>
 </object>
</java>

Bei eigenen Objekten ist immer zu bedenken, dass der eingebaute XML-Serialisierer nur JavaBeans schreibt. Eigene Klassen müssen daher immer public sein, einen Standard-Konstruktor besitzen und ihre serialisierbaren Eigenschaften über getXXX()/setXXX()-Methoden bereitstellen; sie müssen jedoch die Markierungsschnittstelle Serializable nicht implementieren.

PersistenceDelegate

Dem XMLEncoder lässt sich über setPersistenceDelegate(Class, PersistenceDelegate) für einen speziellen Klassentyp ein java.beans.PersistenceDelegate mitgeben, der den Zustand eines Objekts speichert. Das ist immer dann praktisch, wenn der Standard-Mechanismus Eigenschaften nicht mitnimmt oder Klassen so nicht abbilden kann, weil sie zum Beispiel keinen Standard-Konstruktor deklarieren. Für eigene Delegates ist die Unterklasse DefaultPersistenceDelegate recht praktisch. Sie ist auch hilfreich, um bestimmte Typen erst gar nicht zu schreiben:

XMLEncoder e = new java.beans.XMLEncoder( out );
e.setPersistenceDelegate( NonSer.class, new DefaultPersistenceDelegate() );

6.10.3 Die Open-Source-Bibliothek XStream *

XStream[49](Wer im Internet nach XStream sucht, der findet auch pinkfarbene Inhalte.) ist eine quelloffene Software unter der BSD-Lizenz, mit der sich serialisierbare Objekte in XML umwandeln lassen. Damit ähnelt XStream eher der Standard-Serialisierung als der JavaBeans Persistence. Nachdem die unter http://xstream.codehaus.org/download.html geladene Bibliothek xstream-x.y.jar sowie der schnelle XML-Parser xpp3_min-x.y.jar auf der gleichen Seite eingebunden worden sind, ist ein Beispielprogramm schnell formuliert:

Point p = new Point( 120, 32 );
XStream xstream = new XStream();
String xml = xstream.toXML( p );
System.out.println( xml );
Point q = (Point) xstream.fromXML( xml );

Alle Ausnahmen von XStream sind Unterklassen von RuntimeException und müssen daher nicht explizit aufgefangen werden. Der String hinter xml enthält:

<java.awt.Point>
<x>120</x>
<y>32</y>
</java.awt.Point>

Ein XML-Prolog fehlt.

6.10.4 Binäre Serialisierung mit Google Protocol Buffers *

Da Google unterschiedliche Programmiersprachen in seiner Softwarelandschaft nutzt, stand das Unternehmen vor der Frage, wie ein effektiver Datenaustausch aussehen kann, wenn etwa ein Server in C++ und ein Client in Java geschrieben ist. Für den Zweck hat Google das Datenformat Protocol Buffers entwickelt, das mittlerweile quelloffen unter der BSD-Lizenz für jeden unter http://code.google.com/p/protobuf/ verfügbar ist.

Der Ausgangspunkt für die plattformunabhängige Übertragung von Strukturen, die Nachrichten (engl. messages) genannt werden, ist eine Strukturdefinition in einer Proto-Definition-Datei (Dateiendung .proto). Sie enthält die unterschiedlichen Nachrichten mit Feldern und Größenangaben und kann auch Aufzählungen enthalten. Der Protocol-Buffer-Compiler protoc generiert aus der Datei eine Klasse mit einer bestimmten Protocol-Buffer-API, die Java-Objekte entweder über den JavaBeans-Standard oder über das Builder-Pattern aufbaut und Methoden zum Serialisieren/Deserialisieren oder zum Zusammenfügen anbietet.

Mehr zur Arbeitsweise zeigt das Tutorial unter http://code.google.com/intl/de-DE/apis/protocolbuffers/docs/javatutorial.html.

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