직렬화된 인스턴스 대신 직렬화 프록시 사용을 검토하라

Serializable을 구현하기로 결정한 순간 언어의 정상 메커니즘인 생성자 이외의 방법으로 인스턴스를 생성할 수 있게 된다.

직렬화 프록시 패턴

public final class Period implements Serializable {
    private final Date start;
    private final Date end;

    /**
     * @param  start 시작 시각
     * @param  end 종료 시각; 시작 시각보다 뒤여야 한다.
     * @throws IllegalArgumentException 시작 시각이 종료 시각보다 늦을 때 발생한다.
     * @throws NullPointerException start나 end가 null이면 발행한다.
     */
    public Period(Date start, Date end) {
        this.start = new Date(start.getTime());
        this.end   = new Date(end.getTime());
        if (this.start.compareTo(this.end) > 0)
            throw new IllegalArgumentException(
                    start + "가 " + end + "보다 늦다.");
    }

    public Date start () { return new Date(start.getTime()); }

    public Date end () { return new Date(end.getTime()); }

    public String toString() { return start + " - " + end; }


    // Period 클래스용 직렬화 프록시
    private static class SerializationProxy implements Serializable {
        private final Date start;
        private final Date end;

        SerializationProxy(Period p) {
            this.start = p.start;
            this.end = p.end;
        }

        private static final long serialVersionUID = 234098243823485285L;

        private Object readResolve() {
            return new Period(start, end);
        }
    }

    private Object writeReplace() {
        return new SerializationProxy(this);
    }

    private void readObject(ObjectInputStream stream)
            throws InvalidObjectException {
        throw new InvalidObjectException("프록시가 필요합니다.");
    }
}

바깥 클래스의 논리적 상태를 정밀하게 표현하는 중첩 클래스를 설계해 private static으로 선언한다. 이 중첩 클래스가 바로 바깥 클래스의 직렬화 프록시다. 중첩 클래스의 생성자는 단 하나여야 하며, 바깥 클래스를 매개변수로 받아야 한다. 이 생성자는 단순히 인수로 넘어온 인스턴스의 데이터를 복사한다. 일관성 검사나 방어적 복사도 필요없다. 바깥 클래스와 직렬화 프록시 모두 Serializable을 구현해야 한다.

writeReplace 메서드

자바의 직렬화 시스템이 바깥 클래스의 인스턴스 대신 SerializationProxy의 인스턴스를 반환하게 하는 역할을 한다. 달리 말해, 직렬화가 이뤄지기 전에 바깥 클래스의 인스턴스를 직렬화 프록시로 변환해준다.
writeReplace 덕분에 직렬화 시스템은 결코 바깥 클래스의 직렬화된 인스턴스를 생성해낼 수 없다.

readObject 메서드

바깥 클래스에 추가하여 불변식을 훼손하는 공격을 막아낼 수 있다.

readResolve 메서드

바깥 클래스와 논리적으로 동일한 인스턴스를 반환하는 readResolve 메서드를 SerializationProxy 클래스에 추가했다. 이 메서드는 역직렬화 시에 직렬화 시스템이 직렬화 프록시를 다시 바깥 클래스의 인스턴스로 변환하게 해준다.
readResolve 메서드는 공개된 API만을 사용해 바깥 클래스의 인스턴스를 생성한다. 직렬화는 생성자를 이용하지 않고도 인스턴스를 생성하는 기능을 제공하는데, 이 패턴은 직렬화의 이런 언어도단적 특성을 상당 부분 제거한다. 즉, 일반 인스턴스를 만들 때와 똑같은 생성자, 정적 팩터리, 혹은 다른 메서드를 사용해 역직렬화된 인스턴스를 생성하는 것이다. 따라서 역직렬화된 인스턴스가 해당 클래스의 불변식을 만족하는지 검사할 또 다른 수단을 강구하지 않아도 된다.

직렬화 프록시 패턴의 장점

방어적 복사처럼, 직렬화 프록시 패턴은 가짜 바이트 스트림 공격과 내부 필드 탈취 공격을 프록시 수준에서 차단해준다.
직렬화 프록시는 필드를 final로 선언해도 되므로 클래스를 진정한 불변으로 만들 수도 있다.
어떤 필드가 직렬화 공격의 목표가 될지 고민하지 않아도 되며, 역직렬화 때 유효성을 검사를 수행하지 않아도 된다.
역직렬화한 인스턴스와 원래의 직렬화된 인스턴스의 클래스가 달라도 정상 작동한다.

직렬화 프록시 패턴의 단점

클라이언트가 멋대로 확장할 수 있는 클래스에는 적용할 수 없다.
객체 그래프에 순환이 있는 클래스에는 적용할 수 없다.
readObject 방어적 복사보다 성능이 좋지 않다.

제3자가 확장할 수 없는 클래스라면 직렬화 프록시 패턴을 사용하자. 중요한 불변식을 안정적으로 직렬화해주는 가장 쉬운 방법이다.

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