面试长知识了！Java 关键字 transient 竟然还能这么用

用户4172423

发布于 2021-04-02 12:23:35

1.5K0

发布于 2021-04-02 12:23:35

前言

最近在看 HashMap 源代码的时候，发现链表 table 数组采用了transient 关键字，笔者当时感觉对 transient 关键字即陌生但又有似曾相识，所以花了一些时间简要的总结了下使用transient 关键字的一些基本常识，希望对你们也有些帮助，让我们一起进步，一起牛逼吧。

transient 关键字的定义

说起 transient 关键字，不得不提对象的 序列化 的，因为我们常常需要在网络上以对象（数据）的二进制方式传输数据，这里涉及到发送方序列化对象，接收方反序列化对象的过程。

那什么是序列化/反序列化？

“Java 中对象的序列化指的是将对象转换成以字节序列的形式来表示，这些字节序列包含了对象的数据和信息，一个序列化后的对象可以被写到数据库或文件中，也可用于网络传输。一般地，当我们使用缓存 cache（内存空间不够有可能会本地存储到硬盘）或远程调用 rpc（网络传输）的时候，经常需要让实体类实现 Serializable 接口，目的就是为了让其可序列化。当然，序列化后的最终目的是为了反序列化，恢复成原先的Java对象实例。所以序列化后的字节序列都是可以恢复成Java对象的，这个过程就是反序列化。

在对象的序列化/反序列化过程中，我们经常有这种需求，就是非必要字段不必进行序列化。

例如有一个对象有三个字段 field1、field2、field3，发送方不想让字段 field3 被序列化，因为这里面可能涉及到一些敏感信息不想被接收方知道，那有没有办法解决这个问题呢？

其实聪明的 Java 作者早就为我们量身定做了 transient 关键字！

简单来说，被 transient 关键字修饰过的成员属性不能被序列化，transient 关键字只能修饰变量，而不能修饰方法和类。

transient 关键字的约定

约定一、只能修饰变量而不能修饰方法和类。注意本地变量是不能被 transient 关键字修饰的。
约定二、被 transient 关键字修饰过的属性不能被序列化，也就是说被 transient 修饰过的属性，在对对象序列化后，是无法访问到该属性的。
约定三、静态变量不管有无被 transient 修饰过，不能被序列化。

transient 关键字的使用场景

首先，我们看个例子，有个产品对象 Product，包括价格、数量、总价三个字段，那么总价可以通过 价格 乘以 数量 推导出来。

我们以查询某个产品 API 接口为例，通过产品 ID，查询返回一个产品对象。

public class Product {
 private int amounts;
 private int price;
 private int sum;
}

通过 Gson 序列化后把 json 数据返回给前端，这时的 sum 字段是没有经过 transient 修饰过的，所以能够正常序列化。

{"amounts":3,"price":2,"sum":6}

假设我们的产品对象 Product 的 sum 属性加上 transient 关键字修饰：

public class  产品对象 Product 的 sum {
 private int amounts;
 private int price;
 private transient int sum;
}

然后我们试着初始化 Product ，并用 Gson 的 toJson() 方法序列化输出 json 格式的结果。

public static void main(String[] args) {
 Product p = new Product();
 p.setAmounts(3);
 p.setPrice(2);
 p.setSum(p.getAmounts() * p.getPrice());
 String json = new Gson().toJson(p);
 System.out.println(json);
}

这时控制台是没有打印出 sum 字段的。

{"amounts":3,"price":2}

我们看到，sum 属性被 transient 修饰后，是不会被 Gson 序列化输出的，这里就引出了使用 transient 关键字一个很重要的概念：对象属性推导。

对象属性推导

“如果一个对象的属性值可以通过其他属性或者方法推理出来的，那么该属性就没必要被序列化了。

借此我们以 Gson 来分析被 transient 修饰过的属性不能被序列化过程。

首先，调用 Gson 的 toJson() 方法，传入 Product 对象。

new Gson().toJson(product)

根据传入的产品对象，获取 Product 对象的 class 类型：typeOfSrc，最后找到对应的对象解析适配器工厂。

toJson(Object src, Type typeOfSrc, JsonWriter writer)
TypeAdapter<?> adapter = getAdapter(TypeToken.get(typeOfSrc));
for (TypeAdapterFactory factory : factories) {
 // 得到ReflectiveTypeAdapterFactory
 TypeAdapter<T> candidate = factory.create(this, type);
}

通过适配器 ReflectiveTypeAdapterFactory 工厂的 create() 方法，我们找到 getBoundFields 方法。

new Adapter<T>(constructor, getBoundFields(gson, type, raw));
for (Field field : fields) {
 boolean serialize = excludeField(field, true);
 boolean deserialize = excludeField(field, false);
 ...
}

这个方法做了两件事情:

剔除被 transient 关键字修饰过的属性
筛选出可序列化的属性

通过 excludeField() 方法，剔除被 transient 修饰过的属性，其规则是通过位运算 "&" 判断 modifiers 属性与对象属性的 field.getModifiers() 的值是否一致，来证明该属性是否被 transient 修饰过，如果是为真，表示剔除该属性，不进行序列化。

public boolean excludeField(Field field, boolean serialize) {
 // 通过 if 判断 modifiers 属性
 // private int modifiers = Modifier.TRANSIENT | Modifier.STATIC;
 if ((modifiers & field.getModifiers()) != 0) {
   return true;
 } 
}

另外根据 modifiers 属性定义 Modifier.TRANSIENT | Modifier.STATIC 两种类型，一种是 tranient，另一种是 static 静态类型。

Modifier.STATIC：静态类型

由约定三、我们知道，静态变量不会被序列化。

代码 debug 到此，我们已经知道 Gson 是如何证明对象是否存在被 transient 修饰过属性以及如何过滤掉的完整过程。

被 transient 关键字修饰过得变量真的不能被序列化嘛？

想要解决这个问题，首先还要再重提一下对象的序列化方式，Java 序列化提供两种方式。

一种是实现 Serializable 接口，另一种是实现 Exteranlizable 接口。

实现 Exteranlizable 接口需要重写 writeExternal 和 readExternal 方法，它的效率比 Serializable 高一些，并且可以决定哪些属性需要序列化（即使是 transient 修饰的），但是对大量对象，或者重复对象，则效率低。

从上面的这两种序列化方式，我想你已经看到了，使用 Exteranlizable 接口实现序列化时，我们自己指定那些属性是需要序列化的，即使是 transient 修饰的。下面就验证一下

首先我们定义 User1 类：这个类是被 Externalizable 接口修饰的

然后我们就可以测试了

上面，代码分了两个方法，一个是序列化，一个是反序列化。里面的代码和一开始给出的差不多，只不过，User1 里面少了 age 这个属性。

然后看一下结果：

结果基本上验证了我们的猜想，也就是说，实现了 Externalizable 接口，哪一个属性被序列化是我们手动去指定的，即使是 transient 关键字修饰也不起作用。

transient 关键字总结

通过常用的 Gson 方式来验证 tranient 关键字不能序列化的使用场景。
通过实现了 Externalizable 接口，如果手动去指定属性序列化的，即使是 transient 关键字修饰也不起作用。
另外，还可以通过 java 的 io 包下的 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 两个对象输入输出流也可以验证，这里就不再做赘述，感兴趣的朋友可以在网上找找例子。