Java基础学习总结（14）——Java对象的序列化和反序列化

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一、序列化和反序列化的概念

　　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。
　　对象的序列化主要有两种用途：
　　1）把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
　　2）在网络上传送对象的字节序列。

　　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。

　　当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

二、JDK类库中的序列化API

　　java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
　　java.io.ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。
　　只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现Serializable接口的类可以采用默认的序列化方式。
　　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

 1 import java.io.Serializable;
 2
 3 /**
 4  * <p>ClassName: Person<p>
 5  * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
 6  * @author xudp
 7  * @version 1.0 V
 8  * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
 9  */
10 public class Person implements Serializable {
11
12     /**
13      * 序列化ID
14      */
15     private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
16     private int age;
17     private String name;
18     private String sex;
19
20     public int getAge() {
21         return age;
22     }
23
24     public String getName() {
25         return name;
26     }
27
28     public String getSex() {
29         return sex;
30     }
31
32     public void setAge(int age) {
33         this.age = age;
34     }
35
36     public void setName(String name) {
37         this.name = name;
38     }
39
40     public void setSex(String sex) {
41         this.sex = sex;
42     }
43 }

　　序列化和反序列化Person类对象

 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.text.MessageFormat;
 9
10 /**
11  * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
12  * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
13  * @author xudp
14  * @version 1.0 V
15  * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
16  */
17 public class TestObjSerializeAndDeserialize {
18
19     public static void main(String[] args) throws Exception {
20         SerializePerson();//序列化Person对象
21         Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
22         System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
23                                                  p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
24     }
25
26     /**
27      * MethodName: SerializePerson
28      * Description: 序列化Person对象
29      * @author xudp
30      * @throws FileNotFoundException
31      * @throws IOException
32      */
33     private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
34             IOException {
35         Person person = new Person();
36         person.setName("gacl");
37         person.setAge(25);
38         person.setSex("男");
39         // 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
40         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
41                 new File("E:/Person.txt")));
42         oo.writeObject(person);
43         System.out.println("Person对象序列化成功！");
44         oo.close();
45     }
46
47     /**
48      * MethodName: DeserializePerson
49      * Description: 反序列Perons对象
50      * @author xudp
51      * @return
52      * @throws Exception
53      * @throws IOException
54      */
55     private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
56         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
57                 new File("E:/Person.txt")));
58         Person person = (Person) ois.readObject();
59         System.out.println("Person对象反序列化成功！");
60         return person;
61     }
62
63 }

代码运行结果如下：

序列化Person成功后在E盘生成了一个Person.txt文件，而反序列化Person是读取E盘的Person.txt后生成了一个Person对象

三、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：

四、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。

转载于:https://my.oschina.net/zhanghaiyang/blog/593130