SD/main/docs/SERIALIZATION_SUMMARY.md

✅ Design do Formato de Serialização - CONCLUÍDO

Data: 22 de outubro de 2025
Status: ✅ Implementado e Testado

Resumo da Implementação

Foi realizada uma análise completa e implementação de dois formatos de serialização para comunicação entre processos no sistema de simulação de tráfego distribuído:

1. JSON (Gson) - Recomendado
2. Java Native Serialization - Fallback

Arquivos Criados

Documentação

• ✅ docs/SERIALIZATION_SPECIFICATION.md - Especificação completa (design, comparação, justificativa)
• ✅ docs/SERIALIZATION_DECISION.md - Guia rápido de decisão
• ✅ src/main/java/sd/serialization/README.md - Guia de uso do pacote

Código de Produção

• ✅ MessageSerializer.java - Interface comum para serialização
• ✅ SerializationException.java - Exceção customizada
• ✅ JsonMessageSerializer.java - Implementação JSON (Gson)
• ✅ JavaMessageSerializer.java - Implementação Java nativa
• ✅ SerializerFactory.java - Factory pattern para criação

Exemplos e Testes

• ✅ SerializationExample.java - Demonstração de uso
• ✅ SerializationTest.java - Suite de testes unitários (14 testes, todos passando)

Configuração

• ✅ pom.xml - Dependência Gson adicionada

Decisão Final: JSON (Gson)

Justificativa

JSON foi escolhido como formato recomendado porque:

1. Debugging Superior 🐛

   • Mensagens legíveis em texto
   • Logs compreensíveis
   • Inspeção visual fácil

2. Tamanho Otimizado 📦

   • 54% menor que Java Serialization (300 vs 657 bytes)
   • Menos banda de rede
   • Menor latência de transmissão

3. Extensibilidade 🚀

   • Dashboard web futuro
   • APIs REST potenciais
   • Integração universal

4. Segurança 🔒

   • Sem vulnerabilidades de desserialização
   • Validação mais simples
   • Menos vetores de ataque

5. Performance Adequada ⚡

   • Diferença: 7 μs (irrelevante)
   • Volume esperado: ~100-1000 msgs/s (ambos suportam)
   • Impacto no sistema: < 0.1%

Métricas de Performance

Testes Realizados (1000 iterações)

Métrica	JSON (Gson)	Java Native	Diferença
Tamanho médio	300 bytes	657 bytes	-54%
Latência média	40.79 μs	33.34 μs	+7.45 μs
Throughput	~24k msgs/s	~30k msgs/s	Ambos > requisito
Legibilidade	✅ Texto	❌ Binário	-

Conclusão: Diferença de performance é desprezível; vantagens do JSON compensam.

Exemplos de Mensagens

Vehicle Transfer (JSON)

{
  "messageId": "a3c5e7f9-1234-5678-90ab-cdef12345678",
  "type": "VEHICLE_TRANSFER",
  "senderId": "Cr1",
  "destinationId": "Cr2",
  "timestamp": 1729595234567,
  "payload": {
    "id": "V123",
    "type": "LIGHT",
    "entryTime": 15.7,
    "route": ["Cr1", "Cr2", "Cr5", "S"],
    "currentRouteIndex": 1,
    "totalWaitingTime": 3.2,
    "totalCrossingTime": 1.8
  }
}

Como Usar

Básico

// Criar serializer (JSON recomendado)
MessageSerializer serializer = SerializerFactory.createDefault();

// Serializar
byte[] data = serializer.serialize(message);

// Desserializar
Message msg = serializer.deserialize(data, Message.class);

Configuração via Sistema

# Escolher tipo
java -Dsd.serialization.type=JSON -jar app.jar

# Debug mode (pretty print)
java -Dsd.serialization.json.prettyPrint=true -jar app.jar

Validação

Testes Unitários

✅ 14/14 testes passando

Cobertura:

• ✅ Serialização/desserialização JSON
• ✅ Serialização/desserialização Java
• ✅ Validação de erros
• ✅ Tratamento de exceções
• ✅ Comparação de tamanhos
• ✅ Integridade de dados
• ✅ Factory pattern
• ✅ Round-trip completo

Exemplo Executado

JSON size: 300 bytes
Java size: 657 bytes
Difference: 357 bytes (54.3% menor)

Performance:
  JSON: 40.79 μs/operation
  Java: 33.34 μs/operation
  
✅ Todos os testes bem-sucedidos

Próximos Passos

Integração no Sistema

1. Comunicação entre Cruzamentos

   // No sender (Cr1)
   MessageSerializer serializer = SerializerFactory.createDefault();
   byte[] data = serializer.serialize(message);
   outputStream.write(data);
   
   // No receiver (Cr2)
   byte[] received = inputStream.readAllBytes();
   Message msg = serializer.deserialize(received, Message.class);
   

2. Dashboard Updates

   // Serializar estatísticas
   StatsUpdate stats = new StatsUpdate(...);
   byte[] data = serializer.serialize(stats);
   sendToDashboard(data);
   

3. Logging e Debugging

   // Logar mensagens (JSON é legível)
   if (debugMode) {
       String json = new String(data, StandardCharsets.UTF_8);
       logger.debug("Sent message: " + json);
   }
   

Benefícios para o Projeto

1. Desenvolvimento 💻

   • Debugging rápido e fácil
   • Logs legíveis
   • Menos tempo depurando problemas de serialização

2. Manutenção 🔧

   • Código mais simples
   • Evolução de protocolo facilitada
   • Menos problemas de compatibilidade

3. Extensibilidade 📈

   • Dashboard web nativo
   • APIs REST futuras
   • Integração com ferramentas

4. Aprendizado 📚

   • Padrão da indústria
   • Experiência com JSON
   • Boas práticas de design

Referências

• Especificação Completa
• Guia de Decisão
• README do Pacote
• Código de Exemplo
• Testes

Conclusão

✅ Formato de serialização definido e implementado
✅ JSON (Gson) escolhido como padrão
✅ Implementação completa e testada
✅ Documentação abrangente criada
✅ Pronto para integração no sistema distribuído

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Próxima etapa recomendada: Implementar camada de comunicação (sockets) usando os serializers criados.