java序列化和反序列化

1、什么是序列化与反序列化？

　　序列化：指把堆内存中的 Java 对象数据，通过某种方式把对象存储到磁盘文件中或者传递给其他网络节点（在网络上传输）。这个过程称为序列化。通俗来说就是将数据结构或对象转换成二进制串的过程

　　反序列化：把磁盘文件中的对象数据或者把网络节点上的对象数据，恢复成Java对象模型的过程。也就是将在序列化过程中所生成的二进制串转换成数据结构或者对象的过程

　　把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
　　把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

2、为什么要做序列化？

　　①、在分布式系统中，此时需要把对象在网络上传输，就得把对象数据转换为二进制形式，需要共享的数据的 JavaBean 对象，都得做序列化。

　　②、服务器钝化：如果服务器发现某些对象好久没活动了，那么服务器就会把这些内存中的对象持久化在本地磁盘文件中（Java对象转换为二进制文件）；如果服务器发现某些对象需要活动时，先去内存中寻找，找不到再去磁盘文件中反序列化我们的对象数据，恢复成 Java 对象。这样能节省服务器内存。

对象的序列化主要有两种用途：

　　3、在很多应用中，需要对某些对象进行序列化，让它们离开内存空间，入住物理硬盘，以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。

3、Java 怎么进行序列化？

　　①、需要做序列化的对象的类，必须实现序列化接口：Java.lang.Serializable 接口（这是一个标志接口，没有任何抽象方法），Java 中大多数类都实现了该接口，比如：String，Integer

　　②、底层会判断，如果当前对象是 Serializable 的实例，才允许做序列化，Java对象 instanceof Serializable 来判断。

　　③、在 Java 中使用对象流来完成序列化和反序列化

　　　　ObjectOutputStream:通过 writeObject()方法做序列化操作

　　　　ObjectInputStream:通过 readObject() 方法做反序列化操作

使用JAVA提供的序列化机制有以下两条需要遵守的条件:

该类必须直接实现java.io.Serializable接口或者间接从其继承树中实现该接口(也就是他的某个父类实现了这个接口);
对于该类的所有无法序列化的属性(本文指字段field, 而不是严格意义上的属性property, 下同)必须使用transient修饰.

对以上两个条件的补充说明:

从其继承树中实现Serializable接口指的是该类的某个父类实现了这个接口, 要注意的是Object类并没有实现该接口, 也就是说默认的情况下我们定义的类是不支持序列化的, 而JDK提供的某些类如String, 数组等实现了该接口;
无法序列化的属性包括两种:一种是主观上不想保存的属性, 如动态生成的属性或者考虑到性能上的要求不准备保存的属性; 另一种是由于该属性的类型没有实现序列化而无法保存的属性, 如Thread类型的属性;
序列化机制并不要求该类具有一个无参的构造方法, 因为在反序列化的过程中实际上是去其继承树上找到一个没有实现Serializable接口的父类(最终会找到Object), 然后构造该类的对象, 再逐层往下的去设置各个可以反序列化的属性(也就是没有被transient修饰的非静态属性).

JVM在序列化和反序列化的过程中如果发现我们的类实现了这两个方法, 就会在writeObject(obj)和readObject()的时候将控制流转交给这两个方法, 这样我们就可以来执行一些额外的操作, 同时可以在这两个方法中调用ObjectOutputStream的defaultWriteObject()和ObjectInputStream的defaultReadObject()来让JVM帮我们来执行底部的具体序列化和反序列化操作, 如下例所示:

    class Student implements Serializable{  
       private String name;  
       public Student(String name){  
          this.name = name;  
       }  
       public String getName(){  
         return name;  
       }  
      
       private void writeObject(ObjectOutputStream oos) throws IOException {  
          oos.defaultWriteObject();  
          // 可以执行其他的操作, 比如对反列化的文件进行加密等等  
       }  
      
       private void readObject(ObjectInputStream ois) throws IOException, ClassNotFoundException {  
          ois.defaultReadObject();  
          //可以调用其他方法来进行额外的初始化操作  
       }  
    }

对象序列化包括如下步骤：　

　1）创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；
　2）通过对象输出流的writeObject()方法写对象。

对象反序列化的步骤如下：　

　1）创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
　2）通过对象输入流的readObject()方法读取对象。

对象序列化和反序列范例：

　　定义一个Person类，实现Serializable接口

import java.io.Serializable;

/**
 * <p>ClassName: Person<p>
 * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
 */
public class Person implements Serializable {

    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
    private int age;
    private String name;
    private String sex;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
}

序列化和反序列化Person类对象

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.MessageFormat;

/**
 * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
 * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
 */
public class TestObjSerializeAndDeserialize {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SerializePerson();//序列化Person对象
        Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
        System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
                                                 p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
    }
    
    /**
     * MethodName: SerializePerson 
     * Description: 序列化Person对象
     * @author xudp
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws IOException
     */
    private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Person person = new Person();
        person.setName("gacl");
        person.setAge(25);
        person.setSex("男");
        // ObjectOutputStream 对象输出流，将Person对象存储到E盘的Person.txt文件中，完成对Person对象的序列化操作
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        oo.writeObject(person);
        System.out.println("Person对象序列化成功！");
        oo.close();
    }

    /**
     * MethodName: DeserializePerson 
     * Description: 反序列Perons对象
     * @author xudp
     * @return
     * @throws Exception
     * @throws IOException
     */
    private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        Person person = (Person) ois.readObject();
        System.out.println("Person对象反序列化成功！");
        return person;
    }

}

serialVersionUID的作用

　　serialVersionUID: 字面意思上是序列化的版本号，凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量

1 private static final long serialVersionUID

　　实现Serializable接口的类如果类中没有添加serialVersionUID，那么就会出现如下的警告提示

　　用鼠标点击就会弹出生成serialVersionUID的对话框，如下图所示：

　　serialVersionUID有两种生成方式：

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：

1 private static final long serialVersionUID = 1L;

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：

1 private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;

　　添加了之后就不会出现那个警告提示了，如下所示：

　　扯了那么多，那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢，我们用如下的例子来说明一下serialVersionUID的作用，看下面的代码：

 1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.FileNotFoundException;
 4 import java.io.FileOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.ObjectInputStream;
 7 import java.io.ObjectOutputStream;
 8 import java.io.Serializable;
 9 
10 public class TestSerialversionUID {
11 
12     public static void main(String[] args) throws Exception {
13         SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
14         Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
15         System.out.println(customer);
16     }
17 
18     /**
19      * MethodName: SerializeCustomer 
20      * Description: 序列化Customer对象
21      * @author xudp
22      * @throws FileNotFoundException
23      * @throws IOException
24      */
25     private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
26             IOException {
27         Customer customer = new Customer("gacl",25);
28         // ObjectOutputStream 对象输出流
29         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
30                 new File("E:/Customer.txt")));
31         oo.writeObject(customer);
32         System.out.println("Customer对象序列化成功！");
33         oo.close();
34     }
35 
36     /**
37      * MethodName: DeserializeCustomer 
38      * Description: 反序列Customer对象
39      * @author xudp
40      * @return
41      * @throws Exception
42      * @throws IOException
43      */
44     private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
45         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
46                 new File("E:/Customer.txt")));
47         Customer customer = (Customer) ois.readObject();
48         System.out.println("Customer对象反序列化成功！");
49         return customer;
50     }
51 }
52 
53 /**
54  * <p>ClassName: Customer<p>
55  * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>
56  * @author xudp
57  * @version 1.0 V
58  * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17
59  */
60 class Customer implements Serializable {
61     //Customer类中没有定义serialVersionUID
62     private String name;
63     private int age;
64 
65     public Customer(String name, int age) {
66         this.name = name;
67         this.age = age;
68     }
69 
70     /*
71      * @MethodName toString
72      * @Description 重写Object类的toString()方法
73      * @author xudp
74      * @return string
75      * @see java.lang.Object#toString()
76      */
77     @Override
78     public String toString() {
79         return "name=" + name + ", age=" + age;
80     }
81 }

运行结果：

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类，添加多一个sex属性，如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     //Customer类中没有定义serialVersionUID
 3     private String name;
 4     private int age;
 5 
 6     //新添加的sex属性
 7     private String sex;
 8     
 9     public Customer(String name, int age) {
10         this.name = name;
11         this.age = age;
12     }
13     
14     public Customer(String name, int age,String sex) {
15         this.name = name;
16         this.age = age;
17         this.sex = sex;
18     }
19 
20     /*
21      * @MethodName toString
22      * @Description 重写Object类的toString()方法
23      * @author xudp
24      * @return string
25      * @see java.lang.Object#toString()
26      */
27     @Override
28     public String toString() {
29         return "name=" + name + ", age=" + age;
30     }
31 }

　　然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：

1 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 
2 local class incompatible: 
3 stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 
4 local class serialVersionUID = -5182532647273106745

　　意思就是说，文件流中的class和classpath中的class，也就是修改过后的class，不兼容了，处于安全机制考虑，程序抛出了错误，并且拒绝载入。那么如果我们真的有需求要在序列化后添加一个字段或者方法呢？应该怎么办？那就是自己去指定serialVersionUID。在TestSerialversionUID例子中，没有指定Customer类的serialVersionUID的，那么java编译器会自动给这个class进行一个摘要算法，类似于指纹算法，只要这个文件多一个空格，得到的UID就会截然不同的，可以保证在这么多类中，这个编号是唯一的。所以，添加了一个字段后，由于没有显指定 serialVersionUID，编译器又为我们生成了一个UID，当然和前面保存在文件中的那个不会一样了，于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此，只要我们自己指定了serialVersionUID，就可以在序列化后，去添加一个字段，或者方法，而不会影响到后期的还原，还原后的对象照样可以使用，而且还多了方法或者属性可以用。

　　下面继续修改Customer类，给Customer指定一个serialVersionUID，修改后的代码如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     //private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     /*public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }*/
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

　　重新执行序列化操作，将Customer对象序列化到本地硬盘的Customer.txt文件存储，然后修改Customer类，添加sex属性，修改后的Customer类代码如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：

serialVersionUID的取值

　　serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
　　类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有可能会导致不同的 serialVersionUID，也有可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID，为它赋予明确的值。

　　显式地定义serialVersionUID有两种用途：
　　　　1、在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；
　　　　2、在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。

posted on 2018-05-28 18:16 lijingran 阅读(950) 评论(0) 编辑收藏举报

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