[Java] 직렬화(Serialization)란?

Java에서 **직렬화(Serialization)**는 객체를 바이트 스트림으로 변환하여 파일에 저장하거나 네트워크를 통해 전송할 수 있도록 만드는 과정입니다. 반대로, 바이트 스트림을 다시 객체로 변환하는 과정을 **역직렬화(Deserialization)**라고 합니다.
 
직렬화는 주로 데이터를 영속화하거나 원격 통신에서 객체를 주고받을 때 사용됩니다. 예를 들어, 웹 애플리케이션에서 서버와 클라이언트 간에 객체 데이터를 전송할 때 직렬화가 유용하게 사용됩니다.
이 블로그에서는 Java에서 직렬화가 무엇인지, 어떻게 사용하는지, 그리고 예제 코드로 쉽게 설명해 보겠습니다.
 
 

1. 직렬화의 기본 개념

직렬화는 객체의 상태를 바이트 스트림으로 변환하여 저장하거나 전송할 수 있도록 해주는 과정입니다. 직렬화된 객체는 나중에 역직렬화 과정을 거쳐 다시 원래의 객체로 복원됩니다.

직렬화 사용 예시

• 파일 저장: 객체를 파일에 저장하여 프로그램을 종료한 후에도 다시 사용할 수 있습니다.
• 네트워크 통신: 객체를 네트워크를 통해 다른 컴퓨터로 전송할 수 있습니다.
• 세션 관리: 웹 애플리케이션에서 사용자 세션 정보를 객체로 저장하고 전송할 수 있습니다.

 

2. Java에서 직렬화 사용법

Java에서는 java.io.Serializable 인터페이스를 사용하여 직렬화를 구현합니다. 이 인터페이스는 marker interface로, 이를 구현한 클래스는 직렬화가 가능해집니다.

Serializable 인터페이스

Serializable 인터페이스는 메서드를 가지고 있지 않으며, 단순히 해당 클래스가 직렬화될 수 있음을 JVM에게 알리는 역할을 합니다.

import java.io.Serializable;

public class Person implements Serializable {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Getter/Setter
    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;
    }
}

 

3. 직렬화 예제

직렬화는 ObjectOutputStream 클래스를 사용하여 객체를 바이트 스트림으로 변환하고, 역직렬화는 ObjectInputStream 클래스를 사용하여 바이트 스트림을 객체로 변환합니다.
 
직렬화 예제

import java.io.*;

public class SerializationExample {

    public static void main(String[] args) {
        // 직렬화할 객체 생성
        Person person = new Person("Alice", 30);

        try {
            // 객체를 파일로 직렬화
            FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("person.ser");
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

            out.writeObject(person);
            out.close();
            fileOut.close();
            System.out.println("객체가 person.ser 파일에 직렬화되었습니다.");
        } catch (IOException i) {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}

 
위 코드에서는 Person 객체를 person.ser라는 파일로 직렬화합니다. ObjectOutputStream을 사용하여 객체를 바이트 스트림으로 변환하고, 이를 파일에 저장합니다.
 
역직렬화 예제

import java.io.*;

public class DeserializationExample {

    public static void main(String[] args) {
        Person person = null;

        try {
            // 직렬화된 파일을 읽어 객체로 역직렬화
            FileInputStream fileIn = new FileInputStream("person.ser");
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);

            person = (Person) in.readObject();
            in.close();
            fileIn.close();

            System.out.println("역직렬화된 객체: " + person.getName() + ", " + person.getAge());
        } catch (IOException | ClassNotFoundException i) {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}

 
위 코드에서는 person.ser 파일에서 객체를 읽어와 Person 객체로 역직렬화합니다. ObjectInputStream을 사용하여 바이트 스트림을 읽고 객체로 변환합니다.
 

4. 직렬화의 유의사항

 
serialVersionUID 필드
직렬화된 객체는 클래스의 버전 정보도 함께 저장됩니다. 이를 위해 serialVersionUID라는 고유한 버전 ID를 명시적으로 지정할 수 있습니다. 클래스가 변경되면 버전이 달라져 역직렬화가 실패할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 serialVersionUID를 사용합니다.

private static final long serialVersionUID = 1L;

 
transient 키워드
직렬화에서 제외하고 싶은 필드는 transient 키워드를 사용하여 직렬화 대상에서 제외할 수 있습니다. 예를 들어, 보안상 저장하지 않아야 하는 비밀번호나 세션 정보 같은 데이터에 사용합니다.

private transient String password;

 
정적 변수
클래스의 정적 변수(static 변수)는 직렬화되지 않습니다. 이는 정적 변수는 클래스 로딩 시점에 메모리에 로드되기 때문에 직렬화의 대상이 아니라는 특징이 있습니다.
 
상속 관계에서의 직렬화
상속 관계에 있는 클래스에서 부모 클래스가 Serializable을 구현하고, 자식 클래스에서 이를 상속받을 경우, 자식 클래스도 자동으로 직렬화가 가능합니다. 하지만 자식 클래스에서 직렬화가 필요한 필드를 transient로 지정했다면 해당 필드는 직렬화되지 않습니다.
 

5. 직렬화와 성능

직렬화와 역직렬화는 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 특히 대용량 객체나 복잡한 객체를 직렬화하고 전송하는 경우, 성능이 저하될 수 있습니다. 이런 문제를 해결하기 위해 ObjectInputStream과 ObjectOutputStream 대신, JSON, XML, Protocol Buffers, Avro와 같은 다른 데이터 포맷을 사용하는 방법도 고려할 수 있습니다.
 

마무리

Java에서 직렬화는 객체를 바이트 스트림으로 변환하여 파일에 저장하거나 네트워크를 통해 전송할 수 있도록 해주는 중요한 기술입니다. 이를 사용하면 객체 데이터를 영속화하거나, 다른 시스템과 데이터를 쉽게 주고받을 수 있습니다.
직렬화 과정에서 serialVersionUID와 transient 같은 개념을 이해하고 잘 활용하면, 직렬화와 역직렬화 시 발생할 수 있는 오류를 예방하고 성능을 최적화할 수 있습니다.
직렬화는 매우 강력한 기능이지만, 반드시 필요한 경우에만 사용하고, 성능을 고려하여 효율적인 방법을 선택하는 것이 좋습니다.