深入理解Java對(duì)象的序列化與反序列化的應(yīng)用
當(dāng)兩個(gè)進(jìn)程在進(jìn)行遠(yuǎn)程通信時(shí),彼此可以發(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。無論是何種類型的數(shù)據(jù),都會(huì)以二進(jìn)制序列的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳送。發(fā)送方需要把這個(gè)Java對(duì)象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列,才能在網(wǎng)絡(luò)上傳送;接收方則需要把字節(jié)序列再恢復(fù)為Java對(duì)象。
把Java對(duì)象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列的過程稱為對(duì)象的序列化。
把字節(jié)序列恢復(fù)為Java對(duì)象的過程稱為對(duì)象的反序列化。
對(duì)象的序列化主要有兩種用途:
1) 把對(duì)象的字節(jié)序列永久地保存到硬盤上,通常存放在一個(gè)文件中;
2) 在網(wǎng)絡(luò)上傳送對(duì)象的字節(jié)序列。
一. JDK類庫(kù)中的序列化API
java.io.ObjectOutputStream代表對(duì)象輸出流,它的writeObject(Object obj)方法可對(duì)參數(shù)指定的obj對(duì)象進(jìn)行序列化,把得到的字節(jié)序列寫到一個(gè)目標(biāo)輸出流中。
java.io.ObjectInputStream代表對(duì)象輸入流,它的readObject()方法從一個(gè)源輸入流中讀取字節(jié)序列,再把它們反序列化為一個(gè)對(duì)象,并將其返回。
只有實(shí)現(xiàn)了Serializable和Externalizable接口的類的對(duì)象才能被序列化。Externalizable接口繼承自Serializable接口,實(shí)現(xiàn)Externalizable接口的類完全由自身來控制序列化的行為,而僅實(shí)現(xiàn)Serializable接口的類可以采用默認(rèn)的序列化方式 。
對(duì)象序列化包括如下步驟:
1) 創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象輸出流,它可以包裝一個(gè)其他類型的目標(biāo)輸出流,如文件輸出流;
2) 通過對(duì)象輸出流的writeObject()方法寫對(duì)象。
對(duì)象反序列化的步驟如下:
1) 創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象輸入流,它可以包裝一個(gè)其他類型的源輸入流,如文件輸入流;
2) 通過對(duì)象輸入流的readObject()方法讀取對(duì)象。
下面讓我們來看一個(gè)對(duì)應(yīng)的例子,類的內(nèi)容如下:
import java.io.*;
import java.util.Date;
public class ObjectSaver {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:""objectFile.obj"));
//序列化對(duì)象
Customer customer = new Customer("阿蜜果", 24);
out.writeObject("你好!");
out.writeObject(new Date());
out.writeObject(customer);
out.writeInt(123);
out.close();
//反序列化對(duì)象
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:""objectFile.obj"));
System.out.println("obj1=" + (String) in.readObject());
System.out.println("obj2=" + (Date) in.readObject());
Customer obj3 = (Customer) in.readObject();
System.out.println("obj3=" + obj3);
int obj4 = in.readInt();
System.out.println("obj4=" + obj4);
in.close();
}
}
class Customer implements Serializable {
private String name;
private int age;
public Customer(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String toString() {
return "name=" + name + ", age=" + age;
}
}
輸出結(jié)果如下:

二.實(shí)現(xiàn)Serializable接口
ObjectOutputStream只能對(duì)Serializable接口的類的對(duì)象進(jìn)行序列化。默認(rèn)情況下,ObjectOutputStream按照默認(rèn)方式序列化,這種序列化方式僅僅對(duì)對(duì)象的非transient的實(shí)例變量進(jìn)行序列化,而不會(huì)序列化對(duì)象的transient的實(shí)例變量,也不會(huì)序列化靜態(tài)變量。
當(dāng)ObjectOutputStream按照默認(rèn)方式反序列化時(shí),具有如下特點(diǎn):
1) 如果在內(nèi)存中對(duì)象所屬的類還沒有被加載,那么會(huì)先加載并初始化這個(gè)類。如果在classpath中不存在相應(yīng)的類文件,那么會(huì)拋出ClassNotFoundException;
2) 在反序列化時(shí)不會(huì)調(diào)用類的任何構(gòu)造方法。
如果用戶希望控制類的序列化方式,可以在可序列化類中提供以下形式的writeObject()和readObject()方法。
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException
private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;
當(dāng)ObjectOutputStream對(duì)一個(gè)Customer對(duì)象進(jìn)行序列化時(shí),如果該對(duì)象具有writeObject()方法,那么就會(huì)執(zhí)行這一方法,否則就按默認(rèn)方式序列化。在該對(duì)象的writeObjectt()方法中,可以先調(diào)用ObjectOutputStream的defaultWriteObject()方法,使得對(duì)象輸出流先執(zhí)行默認(rèn)的序列化操作。同理可得出反序列化的情況,不過這次是defaultReadObject()方法。
有些對(duì)象中包含一些敏感信息,這些信息不宜對(duì)外公開。如果按照默認(rèn)方式對(duì)它們序列化,那么它們的序列化數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí),可能會(huì)被不法份子竊取。對(duì)于這類信息,可以對(duì)它們進(jìn)行加密后再序列化,在反序列化時(shí)則需要解密,再恢復(fù)為原來的信息。
默認(rèn)的序列化方式會(huì)序列化整個(gè)對(duì)象圖,這需要遞歸遍歷對(duì)象圖。如果對(duì)象圖很復(fù)雜,遞歸遍歷操作需要消耗很多的空間和時(shí)間,它的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為雙向列表。
在應(yīng)用時(shí),如果對(duì)某些成員變量都改為transient類型,將節(jié)省空間和時(shí)間,提高序列化的性能。
三. 實(shí)現(xiàn)Externalizable接口
Externalizable接口繼承自Serializable接口,如果一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Externalizable接口,那么將完全由這個(gè)類控制自身的序列化行為。Externalizable接口聲明了兩個(gè)方法:
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException , ClassNotFoundException
前者負(fù)責(zé)序列化操作,后者負(fù)責(zé)反序列化操作。
在對(duì)實(shí)現(xiàn)了Externalizable接口的類的對(duì)象進(jìn)行反序列化時(shí),會(huì)先調(diào)用類的不帶參數(shù)的構(gòu)造方法,這是有別于默認(rèn)反序列方式的。如果把類的不帶參數(shù)的構(gòu)造方法刪除,或者把該構(gòu)造方法的訪問權(quán)限設(shè)置為private、默認(rèn)或protected級(jí)別,會(huì)拋出java.io.InvalidException: no valid constructor異常。
四. 可序列化類的不同版本的序列化兼容性
凡是實(shí)現(xiàn)Serializable接口的類都有一個(gè)表示序列化版本標(biāo)識(shí)符的靜態(tài)變量:
private static final long serialVersionUID;
以上serialVersionUID的取值是Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境根據(jù)類的內(nèi)部細(xì)節(jié)自動(dòng)生成的。如果對(duì)類的源代碼作了修改,再重新編譯,新生成的類文件的serialVersionUID的取值有可能也會(huì)發(fā)生變化。
類的serialVersionUID的默認(rèn)值完全依賴于Java編譯器的實(shí)現(xiàn),對(duì)于同一個(gè)類,用不同的Java編譯器編譯,有可能會(huì)導(dǎo)致不同的serialVersionUID,也有可能相同。為了提高哦啊serialVersionUID的獨(dú)立性和確定性,強(qiáng)烈建議在一個(gè)可序列化類中顯示的定義serialVersionUID,為它賦予明確的值。顯式地定義serialVersionUID有兩種用途:
1) 在某些場(chǎng)合,希望類的不同版本對(duì)序列化兼容,因此需要確保類的不同版本具有相同的serialVersionUID;
2) 在某些場(chǎng)合,不希望類的不同版本對(duì)序列化兼容,因此需要確保類的不同版本具有不同的serialVersionUID
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