面试长知识了!Java 关键字 transient 竟然还能这么用
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2021-03-20 00:30
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。
参考
- https://www.cnblogs.com/chenpt/p/9415249.html
- https://blog.csdn.net/u012723673/article/details/80699029
- https://baijiahao.baidu.com/s?id=1636557218432721275&wfr=spider&for=pc
