哈希映射的序列化往返不保留顺序答案

【问题标题】：Serialization round trip of hash map does not preserve order哈希映射的序列化往返不保留顺序
【发布时间】：2014-04-18 23:48:44
【问题描述】：

我注意到，在最近版本的 Java (1.7.0_u51) 中，哈希映射的序列化和反序列化不再保留哈希映射中元素的顺序。请看下面的例子：

@Test
public void test() throws IOException, ClassNotFoundException {
    HashMap<String, String> map1 = new HashMap<>();
    map1.put("a1234567", "aaa");
    map1.put("b1234567", "bbb");

    System.out.println("Map1: " + map1.toString());

    byte[] serializedMap1 = objectToBytes(map1);

    System.out.println("Map1 Serialized: " + Arrays.toString(serializedMap1));

    Object map2 = bytesToObject(serializedMap1);

    System.out.println("Map2: " + map2.toString());

    byte[] serializedMap2 = objectToBytes((Serializable) map2);

    System.out.println("Map2 Serialized: " + Arrays.toString(serializedMap2));

    Object map3 = bytesToObject(serializedMap2);

    System.out.println("Map3: " + map3.toString());

    byte[] serializedMap3 = objectToBytes((Serializable) map3);

    System.out.println("Map3 Serialized: " + Arrays.toString(serializedMap3));

    Object map4 = bytesToObject(serializedMap3);

    System.out.println("Map4: " + map4.toString());

    byte[] serializedMap4 = objectToBytes((Serializable) map4);

    System.out.println("Map4 Serialized: " + Arrays.toString(serializedMap4));
}

private byte[] objectToBytes(Serializable obj) throws IOException {
    PoolByteArrayOutputStream bos = new PoolByteArrayOutputStream();
    try {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        byte[] bytes = bos.toByteArray();
        oos.close();
        return bytes;
    } finally {
        bos.close();
    }
}

private Object bytesToObject(byte[] str) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(str);
    ObjectInputStream ois = new ClassLoaderObjectInputStream(bis, null);

    Object obj = ois.readObject();
    ois.close();
    bis.close();
    return obj;
}

上面的测试会输出：

Map1: {a1234567=aaa, b1234567=bbb}
Map1 Serialized: [-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 17, 106, 97, 118, 97, 46, 117, 116, 105, 108, 46, 72, 97, 115, 104, 77, 97, 112, 5, 7, -38, -63, -61, 22, 96, -47, 3, 0, 2, 70, 0, 10, 108, 111, 97, 100, 70, 97, 99, 116, 111, 114, 73, 0, 9, 116, 104, 114, 101, 115, 104, 111, 108, 100, 120, 112, 63, 64, 0, 0, 0, 0, 0, 12, 119, 8, 0, 0, 0, 16, 0, 0, 0, 2, 116, 0, 8, 97, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 97, 97, 97, 116, 0, 8, 98, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 98, 98, 98, 120]
Map2: {b1234567=bbb, a1234567=aaa}
Map2 Serialized: [-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 17, 106, 97, 118, 97, 46, 117, 116, 105, 108, 46, 72, 97, 115, 104, 77, 97, 112, 5, 7, -38, -63, -61, 22, 96, -47, 3, 0, 2, 70, 0, 10, 108, 111, 97, 100, 70, 97, 99, 116, 111, 114, 73, 0, 9, 116, 104, 114, 101, 115, 104, 111, 108, 100, 120, 112, 63, 64, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 119, 8, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 2, 116, 0, 8, 98, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 98, 98, 98, 116, 0, 8, 97, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 97, 97, 97, 120]
Map3: {a1234567=aaa, b1234567=bbb}
Map3 Serialized: [-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 17, 106, 97, 118, 97, 46, 117, 116, 105, 108, 46, 72, 97, 115, 104, 77, 97, 112, 5, 7, -38, -63, -61, 22, 96, -47, 3, 0, 2, 70, 0, 10, 108, 111, 97, 100, 70, 97, 99, 116, 111, 114, 73, 0, 9, 116, 104, 114, 101, 115, 104, 111, 108, 100, 120, 112, 63, 64, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 119, 8, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 2, 116, 0, 8, 97, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 97, 97, 97, 116, 0, 8, 98, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 98, 98, 98, 120]
Map4: {b1234567=bbb, a1234567=aaa}
Map4 Serialized: [-84, -19, 0, 5, 115, 114, 0, 17, 106, 97, 118, 97, 46, 117, 116, 105, 108, 46, 72, 97, 115, 104, 77, 97, 112, 5, 7, -38, -63, -61, 22, 96, -47, 3, 0, 2, 70, 0, 10, 108, 111, 97, 100, 70, 97, 99, 116, 111, 114, 73, 0, 9, 116, 104, 114, 101, 115, 104, 111, 108, 100, 120, 112, 63, 64, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 119, 8, 0, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 2, 116, 0, 8, 98, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 98, 98, 98, 116, 0, 8, 97, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 116, 0, 3, 97, 97, 97, 120]

（请注意，这似乎只适用于最后 7 个字符相等的映射键）

从上面的输出中，您可以看到顺序在每次序列化往返之后继续变化。

我知道地图的内部顺序不能保证是一致的，我不依赖它，但我会假设在序列化往返之后，当地图本身没有改变时，序列化的字节将是相同的。

JDK 中的哪些具体更改导致了这种情况发生？（是 JDK 的 bug 吗？）

有没有办法让同一个 hashmap 始终获得相同的序列化字节？（不使用不同的顺序保留图）

【问题讨论】：

标签： java serialization

【解决方案1】：

我希望能够获得一致的序列化数据。

如果需要，则需要使用不同的数据结构。 HashMap 类不提供这些保证。

在任何简单的哈希表中，观察到的条目顺序取决于：

表格的大小，
添加和删除元素的顺序，以及
hashcode() 函数返回的实际值。

如果您基于哈希表编写了自定义Map，则您可以（理论上）在序列化/反序列化时控制前两个。但最后一个不在你的控制范围内。因此，如果您的其中一个键（例如）具有依赖于身份哈希码的哈希码，那么无论您如何序列化/反序列化，您都无法保留迭代顺序。

在您的情况下，您似乎正在序列化/反序列化 HashMap<String, String>。这是理论上可以跨 Java 版本保留订单的一种情况。（散列 Java 字符串的算法是指定的 ...）但是，我看不出您将如何使用HashMap 来实现它...没有在类私有内部数据中四处寻找结构。

简而言之，如果您需要在序列化/反序列化过程中保留元素的顺序，请使用 LinkedHashMap 或 TreeMap。

【讨论】：

【解决方案2】：

HashMap 没有任何可预测的顺序。因此，如果序列化改变了它恰好具有的顺序，这不是问题。请注意，在地图中进行任何更改（添加、删除）也会更改其顺序。

如果广告订单很重要，那么您应该使用LinkedHashMap。

【讨论】：

我知道地图的内部顺序不能保证是一致的，我不依赖它，但我会假设在序列化往返之后，当地图本身时，序列化的字节将是相同的没有改变。我希望能够获得一致的序列化数据。
@kazvictor 为什么需要一致的序列化数据？如果有必要，您可能已经在尝试一种可以以更好的方式重新完成的方法。
地图有自己的序列化格式，避免占用过多带宽。当它被反序列化时，桶的重组方式不同。

【解决方案3】：

HashMap 被清楚地记录为无序。如果您依赖他们的命令，那么您已经做错了。

【讨论】：

我知道地图的内部顺序不能保证是一致的，我不依赖它，但我会假设在序列化往返之后，当地图本身时，序列化的字节将是相同的没有改变。我希望能够获得一致的序列化数据。
@kazvictor “我会假设在序列化往返之后，当地图本身没有改变时，序列化的字节将是相同的。”不，HashMap 不提供此类保证。散列桶使用随机和每个 JVM 调用的种子；这意味着相同的 HashMap 可以在同一台机器上从一个 JVM 调用不同地迭代到另一个。
您不能假设 Javadoc 中没有明确说明的任何内容。
而“我不依赖它”和“我想获得一致的序列化数据”这两个陈述是相互矛盾的。