Hadoop将很多Writable类归入org.apache.hadoop.io包中，在这些类中，比较重要的有Java基本类、Text、Writable集合、ObjectWritable等，重点介绍Java基本类和ObjectWritable的实现。
1. Java基本类型的Writable封装
目前Java基本类型对应的Writable封装如下表所示。所有这些Writable类都继承自WritableComparable。也就是说，它们是可比较的。同时，它们都有get()和set()方法，用于获得和设置封装的值。
Java基本类型对应的Writable封装
| Java基本类型 | Writable | 序列化后长度 |
| 布尔型（boolean） | BooleanWritable | 1 |
| 字节型（byte） | ByteWritable | 1 |
| 整型（int） | IntWritable VIntWritable |
4 1～5 |
| 浮点型（float） | FloatWritable | 4 |
| 长整型（long） | LongWritable VLongWritable |
8 1～9 |
| 双精度浮点型（double） | DoubleWritable | 8 |
在表中，对整型（int和long）进行编码的时候，有固定长度格式（IntWritable和LongWritable）和可变长度格式（VIntWritable和VLongWritable）两种选择。固定长度格式的整型，序列化后的数据是定长的，而可变长度格式则使用一种比较灵活的编码方式，对于数值比较小的整型，它们往往比较节省空间。同时，由于VIntWritable和VLongWritable的编码规则是一样的，所以VIntWritable的输出可以用VLongWritable读入。下面以VIntWritable为例，说明Writable的Java基本类封装实现。代码如下：
public class VIntWritable implements WritableComparable { private int value; …… // 设置VIntWritable的值 public void set(int value) { this.value = value; } // 获取VIntWritable的值 public int get() { return value; } public void readFields(DataInput in) throws IOException { value = WritableUtils.readVInt(in); } public void write(DataOutput out) throws IOException { WritableUtils.writeVInt(out, value); } …… }
首先，每个Java基本类型的Writable封装，其类的内部都包含一个对应基本类型的成员变量value，get()和set()方法就是用来 对该变量进行取值/赋值操作的。而Writable接口要求的readFields()和write()方法，VIntWritable则是通过调用 Writable工具类中提供的readVInt()和writeVInt()读/写数据。方法readVInt()和writeVInt()的实现也只 是简单调用了readVLong()和writeVLong()，所以，通过writeVInt()写的数据自然可以通过readVLong()读入。
writeVLong ()方法实现了对整型数值的变长编码，它的编码规则如下：
如果输入的整数大于或等于–112同时小于或等于127，那么编码需要1字节；否则，序列化结果的第一个字节，保存了输入整数的符号和后续编码的字节数。符号和后续字节数依据下面的编码规则（又一个规则）：
如果是正数，则编码值范围落在–113和–120间（闭区间），后续字节数可以通过–(v+112)计算。
如果是负数，则编码值范围落在–121和–128间（闭区间），后续字节数可以通过–(v+120)计算。
后续编码将高位在前，写入输入的整数（除去前面全0字节）。代码如下：
public final class WritableUtils { public stati cvoid writeVInt(DataOutput stream, int i) throws IOException { writeVLong(stream, i); } /** * @param stream保存系列化结果输出流 * @param i 被序列化的整数 * @throws java.io.IOException */ public static void writeVLong(DataOutput stream, long i) throws…… { //处于[-112, 127]的整数 if (i >= -112 && i <= 127) { stream.writeByte((byte)i); return; } //计算情况2的第一个字节 int len = -112; if (i < 0) { i ^= -1L; len = -120; } long tmp = i; while (tmp != 0) { tmp = tmp >> 8; len--; } stream.writeByte((byte)len); len = (len < -120) ? -(len + 120) : -(len + 112); //输出后续字节 for (int idx = len; idx != 0; idx--) { int shiftbits = (idx - 1) * 8; long mask = 0xFFL << shiftbits; stream.writeByte((byte)((i & mask) >> shiftbits)); } } }
2. ObjectWritable类的实现
针对Java基本类型、字符串、枚举、Writable、空值、Writable的其他子类，ObjectWritable提供了一个封装，适用于字段需要使用多种类型。ObjectWritable可应用于Hadoop远程过程调用中参数的序列化和反序列化；ObjectWritable的另一个典型应用是在需要序列化不同类型的对象到某一个字段，如在一个SequenceFile的值中保存不同类型的对象（如LongWritable值或Text值）时，可以将该值声明为ObjectWritable。
ObjectWritable的实现比较冗长，需要根据可能被封装在ObjectWritable中的各种对象进行不同的处理。 ObjectWritable有三个成员变量，包括被封装的对象实例instance、该对象运行时类的Class对象和Configuration对 象。
ObjectWritable的write方法调用的是静态方法ObjectWritable.writeObject()，该方法可以往DataOutput接口中写入各种Java对象。
writeObject()方法先输出对象的类名（通过对象对应的Class 对象的getName()方法获得），然后根据传入对象的类型，分情况序列化对象到输出流中，也就是说，对象通过该方法输出对象的类名，对象序列化结果对 到输出流中。在ObjectWritable.writeObject()的逻辑中，需要分别处理null、Java数组、字符串String、Java 基本类型、枚举和Writable的子类6种情况，由于类的继承，处理Writable时，序列化的结果包含对象类名，对象实际类名和对象序列化结果三部 分。
为什么需要对象实际类名呢？根据Java的单根继承规则，ObjectWritable中传入的declaredClass，可以是传入instance对象对应的类的类对象，也可以是instance对象的父类的类对象。但是，在序列化和反序列化的时候，往往不能使用父类的序列化方法（如write方法）来序列化子类对象，所以，在序列化结果中必须记住对象实际类名。相关代码如下：
public class ObjectWritable implements Writable, Configurable { private Class declaredClass;//保存于ObjectWritable的对象对应的类对象 private Object instance;//被保留的对象 private Configuration conf; public ObjectWritable() {} public ObjectWritable(Object instance) { set(instance); } public ObjectWritable(Class declaredClass, Object instance) { this.declaredClass = declaredClass; this.instance = instance; } …… public void readFields(DataInput in) throws IOException { readObject(in, this, this.conf); } public void write(DataOutput out) throws IOException { writeObject(out, instance, declaredClass, conf); } …… public static void writeObject(DataOutput out, Object instance, Class declaredClass,Configuration conf) throws……{ if (instance == null) {//空 instance = new NullInstance(declaredClass, conf); declaredClass = Writable.class; } // 写出declaredClass的规范名 UTF8.writeString(out, declaredClass.getName()); if (declaredClass.isArray()) {//数组 …… } else if (declaredClass == String.class) {//字符串 …… } else if (declaredClass.isPrimitive()) {//基本类型 if (declaredClass == Boolean.TYPE) { //boolean out.writeBoolean(((Boolean)instance).booleanValue()); } else if (declaredClass == Character.TYPE) { //char …… } } else if (declaredClass.isEnum()) {//枚举类型 …… } else if (Writable.class.isAssignableFrom(declaredClass)) { //Writable的子类 UTF8.writeString(out, instance.getClass().getName()); ((Writable)instance).write(out); } else { …… } public static Object readObject(DataInput in, ObjectWritable objectWritable, Configuration conf){ …… Class instanceClass = null; …… Writable writable = WritableFactories.newInstance(instanceClass, conf); writable.readFields(in); instance = writable; …… } }
和输出对应，ObjectWritable的readFields()方法调用的是静态方法 ObjectWritable.readObject()，该方法的实现和writeObject()类似，唯一值得研究的是Writable对象处理部 分，readObject()方法依赖于WritableFactories类。WritableFactories类允许非公有的Writable子类 定义一个对象工厂，由该工厂创建Writable对象，如在上面的readObject()代码中，通过WritableFactories的静态方法 newInstance()，可以创建类型为instanceClass的Writable子对象。相关代码如下：
public class WritableFactories { //保存了类型和WritableFactory工厂的对应关系 private static final HashMap<Class, WritableFactory>CLASS_TO_FACTORY = new HashMap<Class, WritableFactory>(); …… public static Writable newInstance(Class<? extends Writable> c, Configuration conf) { WritableFactory factory = WritableFactories.getFactory(c); if (factory != null) { Writable result = factory.newInstance(); if (result instanceof Configurable) { ((Configurable) result).setConf(conf); } return result; } else { //采用传统的反射工具ReflectionUtils，创建对象 return ReflectionUtils.newInstance(c, conf); } } }
WritableFactories.newInstance()方法根据输入的类型查找对应的WritableFactory工厂对象，然后调用 该对象的newInstance()创建对象，如果该对象是可配置的，newInstance()还会通过对象的setConf()方法配置对象。
WritableFactories提供注册机制，使得这些Writable子类可以将该工厂登记到WritableFactories的静态成员 变量CLASS_TO_FACTORY中。下面是一个典型的WritableFactory工厂实现，来自于HDFS的数据块Block。其 中，WritableFactories.setFactory()需要两个参数，分别是注册类对应的类对象和能够构造注册类的 WritableFactory接口的实现，在下面的代码里，WritableFactory的实现是一个匿名类，其newInstance()方法会创 建一个新的Block对象。
public class Block implements Writable, Comparable<Block> { static { WritableFactories.setFactory (Block.class,//类对象 new WritableFactory() {//对应类的WritableFactory实现 public Writable newInstance() { return new Block(); } }); } …… }
ObjectWritable作为一种通用机制，相当浪费资源，它需要为每一个输出写入封装类型的名字。如果类型的数量不是很多，而且可以事先知 道，则可以使用一个静态类型数组来提高效率，并使用数组索引作为类型的序列化引用。GenericWritable就是因为这个目的被引入 org.apache.hadoop.io包中。
