【教程】Java 序列化

喜欢ヅ旅行 2022-03-06 02:16 167阅读 0赞

# Java 序列化 #

Java 提供了一种对象序列化的机制，该机制中，一个对象可以被表示为一个字节序列，该字节序列包括该对象的数据、有关对象的类型的信息和存储在对象中数据的类型。

将序列化对象写入文件之后，可以从文件中读取出来，并且对它进行反序列化，也就是说，对象的类型信息、对象的数据，还有对象中的数据类型可以用来在内存中新建对象。

整个过程都是 Java 虚拟机（JVM）独立的，也就是说，在一个平台上序列化的对象可以在另一个完全不同的平台上反序列化该对象。

类 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 是高层次的数据流，它们包含反序列化和序列化对象的方法。

> **ObjectOutputStream 序列化**
> 
> **ObjectInputStream 反序列化**

ObjectOutputStream 类包含很多写方法来写各种数据类型，但是一个特别的方法例外：

public final void writeObject(Object x) throws IOException

上面的方法**序列化**一个对象，并将它发送到**输出流**。

相似的 ObjectInputStream 类包含如下**反序列化**一个对象的方法：

public final Object readObject() throws IOException, ClassNotFoundException

该方法从流中取出下一个对象，并将对象**反序列化**。它的返回值为Object，因此，你需要将它转换成合适的数据类型。

为了演示序列化在Java中是怎样工作的，我将使用之前教程中提到的Employee类，假设我们定义了如下的Employee类，该类实现了**Serializable 接口**。

public class Employee implements java.io.Serializable
    {
       public String name;
       public String address;
       public transient int SSN;//短暂的
       public int number;
       public void mailCheck()
       {
          System.out.println("Mailing a check to " + name
                               + " " + address);
       }
    }

> 请注意，一个类的对象要想序列化成功，必须满足两个条件：
> 
> 1.该类**必须实现 java.io.Serializable 对象**。
> 
> 2.该类的**所有属性必须是可序列化的**。如果有一个属性不是可序列化的，则该属性必须注明是**短暂的**。

如果你想知道一个 Java 标准类是否是可序列化的，请查看该类的文档。

检验一个类的实例是否能序列化十分简单， 只需要查看该类有没有实现 java.io.Serializable接口。

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## 序列化对象 ##

ObjectOutputStream 类用来序列化一个对象，如下的 SerializeDemo 例子实例化了一个 Employee 对象，并将该对象序列化到一个文件中。

该程序执行后，就创建了一个名为 employee.ser 文件。该程序没有任何输出，但是你可以通过代码研读来理解程序的作用。

> **注意：** 当序列化一个对象到文件时， 按照 Java 的标准约定是给文件一个 .ser 扩展名。

import java.io.*;
     
    public class SerializeDemo
    {
       public static void main(String [] args)
       {
          Employee e = new Employee();
          e.name = "Reyan Ali";
          e.address = "Phokka Kuan, Ambehta Peer";
          e.SSN = 11122333;
          e.number = 101;
          try
          {
             FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("/tmp/employee.ser");
             ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);//序列化
             out.writeObject(e);
             out.close();
             fileOut.close();
             System.out.printf("Serialized data is saved in /tmp/employee.ser");
          }catch(IOException i)
          {
              i.printStackTrace();
          }
       }
    }

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## 反序列化对象 ##

下面的 DeserializeDemo 程序实例了反序列化，/tmp/employee.ser 存储了 Employee 对象。

import java.io.*;
     
    public class DeserializeDemo
    {
       public static void main(String [] args)
       {
          Employee e = null;
          try
          {
             FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/employee.ser");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);//反序列化
             e = (Employee) in.readObject();
             in.close();
             fileIn.close();
          }catch(IOException i)
          {
             i.printStackTrace();
             return;
          }catch(ClassNotFoundException c)
          {
             System.out.println("Employee class not found");
             c.printStackTrace();
             return;
          }
          System.out.println("Deserialized Employee...");
          System.out.println("Name: " + e.name);
          System.out.println("Address: " + e.address);
          System.out.println("SSN: " + e.SSN);
          System.out.println("Number: " + e.number);
        }
    }

以上程序编译运行结果如下所示：

>     Deserialized Employee...
>     Name: Reyan Ali
>     Address:Phokka Kuan, Ambehta Peer
>     SSN: 0
>     Number:101

这里要注意以下要点：

readObject() 方法中的 try/catch代码块尝试捕获 ClassNotFoundException 异常。对于 JVM 可以反序列化对象，它必须是能够找到字节码的类。如果JVM在反序列化对象的过程中找不到该类，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

注意，readObject() 方法的返回值被转化成 Employee 引用。

当对象被序列化时，属性 SSN 的值为 111222333，但是因为**该属性是短暂的，该值没有被发送到输出流**。所以反序列化后 Employee 对象的 SSN 属性为 0。

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### **Serializable 的作用** ###

为什么一个类实现了Serializable接口，它就可以被序列化呢？在上节的示例中，使用ObjectOutputStream来持久化对象，在该类中有如下代码：

private void writeObject0(Object obj, boolean unshared) throws IOException {
          ...
        if (obj instanceof String) { 
            writeString((String) obj, unshared);
        } else if (cl.isArray()) { 
            writeArray(obj, desc, unshared);
        } else if (obj instanceof Enum) {
            writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);
        } else if (obj instanceof Serializable) {
            writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
        } else {
            if (extendedDebugInfo) {
                throw new NotSerializableException(cl.getName() + "\n"
                        + debugInfoStack.toString());
            } else {
                throw new NotSerializableException(cl.getName());
            }
        }
        ...
    }

从上述代码可知，如果被写对象的类型是String，或数组，或Enum，或Serializable，那么就可以对该对象进行序列化，否则将抛出NotSerializableException。

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### **关于序列化，常又称为持久化，将其写入磁盘中。** ###

进而对于编码规则来说：

任一一个实体类必须要去实现 Serializable 接口，方便以后将该类持久化，或者将其用于转为字节数组，用于网络传输。

对于一个实体类，不想将所有的属性都进行序列化，有专门的关键字 transient：

private transient String name;

当对该类序列化时，会自动忽略被 transient 修饰的属性。

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### **关于 SerializableID** ###

SerializableID 号是**根据类的特征和类的签名算出来的**。为什么 ID 号那么长，是因为为了避免重复。所以 Serializable 是给类加上 id 用的。用于判断类和对象是否是同一个版本。

如果可序列化类**未显式声明 serialVersionUID**，则序列化运行时将基于该类的各个方面计算该类的默认 serialVersionUID 值。原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性，根据编译器实现的不同可能千差万别，这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。