简要解释: 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。序列化的实现: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。详细解释:
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。
只能将支持 java.io.Serializable 接口的对象写入流中。每个 serializable 对象的类都被编码,编码内容包括类名和类签名、对象的字段值和数组值,以及从初始对象中引用的其他所有对象的闭包。
1.概念
序列化:把Java对象转换为字节序列的过程。
反序列化:把字节序列恢复为Java对象的过程。
2.用途
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。
3.对象序列化
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。只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。
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。
代码示例
1 import java.io.*; 2 import java.util.Date; 3 4 public class ObjectSaver { 5 public static void main(String[] args) throws Exception { 6 /*其中的 D:\\objectFile.obj 表示存放序列化对象的文件*/ 7 8 9 //序列化对象 10 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\objectFile.obj")); 11 Customer customer = new Customer("王麻子", 24); 12 out.writeObject("你好!"); //写入字面值常量 13 out.writeObject(new Date()); //写入匿名Date对象 14 out.writeObject(customer); //写入customer对象 15 out.close(); 16 17 18 //反序列化对象 19 ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\objectFile.obj")); 20 System.out.println("obj1 " + (String) in.readObject()); //读取字面值常量 21 System.out.println("obj2 " + (Date) in.readObject()); //读取匿名Date对象 22 Customer obj3 = (Customer) in.readObject(); //读取customer对象 23 System.out.println("obj3 " + obj3); 24 in.close(); 25 } 26 } 27 28 class Customer implements Serializable { 29 private String name; 30 private int age; 31 public Customer(String name, int age) { 32 this.name = name; 33 this.age = age; 34 } 35 36 public String toString() { 37 return "name=" + name + ", age=" + age; 38 } 39 }
执行结果
4.说明
读取对象的顺序与写入时的顺序要一致。
对象的默认序列化机制写入的内容是:对象的类,类签名,以及非瞬态和非静态字段的值。
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一、Java序列化和反序列化是什么?
通俗的来讲,序列化过程就是将对象转成二进制流存入内存或者文件,反序列化从内存或文件中读取二进制流转换成对象。
二、为什么需要序列化与反序列化?
其实这个问题也就是它们的应用场景有哪些?这样就容易回答多了。比如文件(文本、图片等)进行传输,这些文件都是通过二进制序列的形式进行传输的(序列化过程),而接收方则要读取这些二进制数据进行相对应的转换(反序列化过程)。除了这个它主要用于网络传输(进程之间的通信等)。
三、怎么实现Java序列化和反序列化?
要想实现序列化有个必要条件就是要实现Serializable接口或Externalizable接口。大部分可能只知道有Serializable接口没有关注Externalizable接口,那么你看了本文之后就应该知道了,后面再介绍它们的区别。
有了上面个必要条件后还需要借助jdk中有两个类:java.io.ObjectOutputStream和java.io.ObjectInputStream,它们分别负责序列化和反序列化。我们可以看下这两个类的说明就知道是这两个类负责相对应的功能。
/** * An ObjectOutputStream writes primitive data types and graphs of Java objects * to an OutputStream. The objects can be read (reconstituted) using an * ObjectInputStream. Persistent storage of objects can be accomplished by * using a file for the stream. If the stream is a network socket stream, the * objects can be reconstituted on another host or in another process. * * <p>Only objects that support the java.io.Serializable interface can be * written to streams. The class of each serializable object is encoded * including the class name and signature of the class, the values of the * object's fields and arrays, and the closure of any other objects referenced * from the initial objects. * ... */ public class ObjectOutputStream extends OutputStream implements ObjectOutput, ObjectStreamConstants{}
/** * An ObjectInputStream deserializes primitive data and objects previously * written using an ObjectOutputStream. * * <p>ObjectOutputStream and ObjectInputStream can provide an application with * persistent storage for graphs of objects when used with a FileOutputStream * and FileInputStream respectively. ObjectInputStream is used to recover * those objects previously serialized. Other uses include passing objects * between hosts using a socket stream or for marshaling and unmarshaling * arguments and parameters in a remote communication system. * ... */ public class ObjectInputStream extends InputStream implements ObjectInput, ObjectStreamConstants{ }
下面我们以学生对象为例,将对象序列化保存至文件中,再从文件中反序列化转换成对象。
import java.io.Serializable; /** * @Description: 学生类 已实现序列化接口 * @author yuanfy * @date 2018年1月11日 上午11:36:37 * @version 1.0 */ public class Student implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 6415983562512521049L; private String name; private int age; private String sex; public Student(String name, int age, String sex) { this.name = name; this.age = age; this.sex = sex; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getSex() { return sex; } public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + "]"; } }
上面已经定义Java对象, 下面进行序列化测试。
@Test public void testSerializable() throws FileNotFoundException, IOException{ Student s = new Student("james", 31, "man"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:\\Student.txt"))); oos.writeObject(s); oos.close(); }
如果电脑E盘存在的话运行肯定通过(windows系统),单元测试通过后(说明序列化过程已完成)查看Student.txt文件中的内容,如下:
上面是正常的情况, 如果Student类没有实现Serializable接口呢?那么序列化时会存在什么样的问题。我们把Student类去掉Serializable接口的实现,然后再进行序列化测试。这时你会发现单元测试后不通过,先看看报错原因:下面截图中的错误信息提示Student类没有被序列化。
那么为什么java.io.ObjectOutputStream类会抛出这样的异常呢,它是怎么识别有没有实现Serializable接口的。接下来,我们来看看他的源码:writeObject方法中调用了writeObject()方法,所以主要逻辑在它里面。
/** * Underlying writeObject/writeUnshared implementation. */ private void writeObject0(Object obj, boolean unshared) throws IOException { boolean oldMode = bout.setBlockDataMode(false); depth++; try { //前面部分代码省略 // remaining cases 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) {//判断是否是Serializable的子类。 writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared); } else { //除了String类型、数组类型和枚举类型,其他对象如果没有实现Serializable接口,都会抛出NotSerializableException异常 if (extendedDebugInfo) { throw new NotSerializableException( cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString()); } else { throw new NotSerializableException(cl.getName()); } } } finally { depth--; bout.setBlockDataMode(oldMode); } }
从中可以看出,除了String类型、数组类型和枚举类型,其他对象如果没有实现Serializable接口,都会抛出NotSerializableException异常。
接下来进行反序列化测试:
@Test public void testDeserialize() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{ ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:\\Student.txt"))); Student s = (Student)ois.readObject(); System.out.println(s); ois.close(); }
在进行正常的序列化测试后接着测试反序列化测试,正常来说是不会报错的。看看测试结果就明了了。
同样上面是正常的情况。接下来异常的情况就能体现出Student类中serialVersionUID变量的作用了:它就是验证序列化与反序列化的唯一性。在序列化后修改Student类中的serialVersionUID= 61234L,然后再测试反序列化,测试结果如下:
从错误提示中可以看出,会从解析出来的serialVersionUID和要转换的class中serialVersionUID做对比,判断是否相等。java.io.ObjectStreamClass关键源码如下:
/** * Initializes class descriptor representing a non-proxy class. */ void initNonProxy(ObjectStreamClass model, Class<?> cl, ClassNotFoundException resolveEx, ObjectStreamClass superDesc) throws InvalidClassException { long suid = Long.valueOf(model.getSerialVersionUID()); ObjectStreamClass osc = null; if (cl != null) { osc = lookup(cl, true); if (osc.isProxy) { throw new InvalidClassException( "cannot bind non-proxy descriptor to a proxy class"); } if (model.isEnum != osc.isEnum) { throw new InvalidClassException(model.isEnum ? "cannot bind enum descriptor to a non-enum class" : "cannot bind non-enum descriptor to an enum class"); } //这里会判断serialVersionUID是否一致 if (model.serializable == osc.serializable && !cl.isArray() && suid != osc.getSerialVersionUID()) { throw new InvalidClassException(osc.name, "local class incompatible: " + "stream classdesc serialVersionUID = " + suid + ", local class serialVersionUID = " + osc.getSerialVersionUID()); } //后面代码略 } }
四、几个序列化注意事项
1、对继承父类的子类序列化
public class Person { public int age; public int weight; public Person(int age, int weight) { this.age = age; this.weight = weight; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public int getWeight() { return weight; } public void setWeight(int weight) { this.weight = weight; } }
import java.io.Serializable; public class Women extends Person implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = -1259423203325949704L; private String name; public Women(String name, int age, int weight) { super(age, weight); this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", weight=" + weight + "]"; } }
单元测试代码如下,先猜错下会不会运行通过,结果又是啥?
@Test public void test2() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{ Women w = new Women("Scarlett Johansson", 34, 50); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:\\Women.txt"))); oos.writeObject(w); oos.close(); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:\\Women.txt"))); Women s = (Women)ois.readObject(); System.out.println(s); ois.close(); }
测试结果如下,居然报错。该错误提示需要提供无参构造函数(During deserialization, the fields of non-serializable classes will be initialized using the public or protected no-arg constructor of the class. A no-arg constructor must be accessible to the subclass that is serializable. The fields of serializable subclasses will be restored from the stream.),具体详情解释见这here.
当我们提供无参构造函数后再进行单元测试得到结果:Student [name=Scarlett Johansson, age=0, weight=0]。所以可以得出结论:父类中的字段不参与序列化,只是将其初始化而已。
2、transient 关键字
使用transient关键字来修饰变量,然后进行序列化(在实现serializable接口情况下)效果其实和父类的序列化一样,它所修饰的变量不参与序列化。这里就不举例说明了,自己可以写个案例测试下。
另外transient关键字只能修饰变量, 不能修饰类和方法。
3、static关键字
使用static关键字来修饰变量,不管有没有transient修饰,同样不参与序列化(在实现serializable接口情况下)。
4、Externalizable接口
Externalizable接口extends Serializable接口,而且在其基础上增加了两个方法:writeExternal()和readExternal()。这两个方法会在序列化和反序列化还原的过程中被自动调用,以便执行一些特殊的操作。
下面看案例:
import java.io.Externalizable; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInput; import java.io.ObjectOutput; /** * @Description: 学生类 已实现序列化接口 * @author yuanfy * @date 2018年1月11日 上午11:36:37 * @version 1.0 */ public class Student implements Externalizable{ private static final long serialVersionUID = 61234L; private String name; private transient int age; private static String sex; //如果覆盖了无参构造函数就一定要显示声明无参构造函数,跟父类序列化的案例一样。 public Student(){} public Student(String name, int age, String sex) { this.name = name; this.age = age; this.sex = sex; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getSex() { return sex; } public void setSex(String sex) { this.sex = sex; } @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + "]"; } @Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { // TODO Auto-generated method stub out.writeUTF(name); out.writeInt(age); out.writeObject(sex); } @Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException { this.name = in.readUTF(); this.age = in.readInt(); this.sex = (String)in.readObject(); } }
@Test public void test3() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{ Student s1 = new Student("james", 31, "man"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:\\Student.txt"))); oos.writeObject(s1); oos.close(); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:\\Student.txt"))); Student s2 = (Student)ois.readObject(); System.out.println(s2); ois.close(); }
上面是正常完整案例,其中要注意的是,要序列化的类要提供无参构造函数,否则反序列化会报错(When an Externalizable object is reconstructed, an instance is created using the public no-arg constructor, then the readExternal method called. Serializable objects are restored by reading them from an ObjectInputStream.)详解here。得出结论如下:
与Serizable对象不同,使用Externalizabled,就意味着没有任何东西可以自动序列化, 为了正常的运行,我们需要在writeExtenal()方法中将自对象的重要信息写入,从而手动的完成序列化。对于一个Externalizabled对象,对象的默认构造函数都会被调用(包括哪些在定义时已经初始化的字段),然后调用readExternal(),在此方法中必须手动的恢复数据。这就说明在Externalizable接口下不管是transient或static修饰的变量,如果没有指定写入,就不会序列化。