Java对象的序列化和反序列化

【感谢】孤傲苍狼的 Java基础学习总结——Java对象的序列化和反序列化　

一、序列化和反序列化的概念

　　序列化就是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流也就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。

　　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

　　将需要被序列化的类实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的，然后使用一个输出流(如：FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，接着，使用ObjectOutputStream对象的writeObject(Object obj)方法就可以将参数为obj的对象写出(即保存其状态)，要恢复的话则用输入流。

　　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。

五、修改默认的序列化机制

方法一：transient关键字

　　在序列化的过程中，有些数据字段我们不想将其序列化，对于此类字段我们只需要在定义时给它加上transient关键字即可。对于transient字段序列化机制会跳过不会将其写入文件，当然也不可被恢复。

　　如，此处将Person类中的age字段声明为transient：

 public class Person implements Serializable {  　　...  private transient int age = null;　　...
}

　　再执行SerializePerson()与DeserializePerson()方法，会有如下结果：

　　此处age正确情况下应为age=25，因未被序列化，取默认值为0。

方法二：writeObject()方法与readObject()方法

　　对于上述已被声明为transitive的字段age，除了将transitive关键字去掉之外，是否还有其它方法能使它再次可被序列化？方法之一就是在Person类中添加两个方法：writeObject()与readObject()，如下所示：

 public class Person implements Serializable {...private transient int age = null;...private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {out.defaultWriteObject();out.writeInt(age);}private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {in.defaultReadObject();age = in.readInt();}
}

　　在 writeObject()方法中会先调用ObjectOutputStream中的defaultWriteObject()方法，该方法会执行默认的序列化机制，由于age字段用transient修饰，此时会忽略掉age字段。然后再调用writeInt()方法显示地将age字段写入到 ObjectOutputStream中。readObject()的作用则是针对对象的读取，其原理与writeObject()方法相同。

　　再执行SerializePerson()与DeserializePerson()方法，会有如下结果：

　　必须注意地是，writeObject()与readObject()都是private方法，那么它们是如何被调用的呢？毫无疑问，是使用反射。详情可见 ObjectOutputStream中的writeSerialData方法，以及ObjectInputStream中的 readSerialData方法。

转载于:https://www.cnblogs.com/CherishFX/p/4634407.html