詳解Java 對象序列化和反序列化

更新時間：2017年03月30日 16:35:27 作者：Walker_YAM

本篇文章主要介紹了Java 對象序列化和反序列化，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

之前的文章中我們介紹過有關(guān)字節(jié)流字符流的使用，當時我們對于將一個對象輸出到流中的操作，使用DataOutputStream流將該對象中的每個屬性值逐個輸出到流中，讀出時相反。在我們看來這種行為實在是繁瑣，尤其是在這個對象中屬性值很多的時候。基于此，Java中對象的序列化機制就可以很好的解決這種操作。本篇就簡單的介紹Java對象序列化，主要內(nèi)容如下：

簡潔的代碼實現(xiàn)
序列化實現(xiàn)的基本算法
兩種特殊的情況
自定義序列化機制
序列化的版本控制

一、簡潔的代碼實現(xiàn)

在介紹對象序列化的使用方法之前，先看看我們之前是怎么存儲一個對象類型的數(shù)據(jù)的。

//簡單定義一個Student類
public class Student {

 private String name;
 private int age;

 public Student(){}
 public Student(String name,int age){
 this.name = name;
 this.age=age;
 }

 public void setName(String name){
 this.name = name;
 }
 public void setAge(int age){
 this.age = age;
 }
 public String getName(){
 return this.name;
 }
 public int getAge(){
 return this.age;
 }
 //重寫toString
 @Override
 public String toString(){
 return ("my name is:"+this.name+" age is:"+this.age);
 }
}

//main方法實現(xiàn)了將對象寫入文件并讀取出來
public static void main(String[] args) throws IOException{

 DataOutputStream dot = new DataOutputStream(new FileOutputStream("hello.txt"));
 Student stuW = new Student("walker",21);
 //將此對象寫入到文件中
 dot.writeUTF(stuW.getName());
 dot.writeInt(stuW.getAge());
 dot.close();

 //將對象從文件中讀出
 DataInputStream din = new DataInputStream(new FileInputStream("hello.txt"));
 Student stuR = new Student();
 stuR.setName(din.readUTF());
 stuR.setAge(din.readInt());
 din.close();

 System.out.println(stuR);
 }

輸出結(jié)果：my name is:walker age is:21

顯然這種代碼書寫是繁瑣的，接下來我們看看，如何使用序列化來完成保存對象的信息。

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {

 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("hello.txt"));
 Student stuW = new Student("walker",21);
 oos.writeObject(stuW);
 oos.close();

 //從文件中讀取該對象返回
 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("hello.txt"));
 Student stuR = (Student)ois.readObject();
 System.out.println(stuR);
 }

寫入文件時，只用了一條語句就是writeObject，讀取時也是只用了一條語句readObject。并且Student中的那些set，get方法都用不到了。是不是很簡潔呢？接下來介紹實現(xiàn)細節(jié)。

二、實現(xiàn)序列化的基本算法

在這種機制中，每個對象都是對應(yīng)著唯一的一個序列號，而每個對象在被保存的時候也是根據(jù)這個序列號來對應(yīng)著每個不同的對象，對象序列化就是指利用了每個對象的序列號進行保存和讀取的。首先以寫對象到流中為例，對于每個對象，第一次遇到的時候會將這個對象的基本信息保存到流中，如果當前遇到的對象已經(jīng)被保存過了，就不會再次保存這些信息，轉(zhuǎn)而記錄此對象的序列號（因為數(shù)據(jù)沒必要重復(fù)保存）。對于讀的情況，從流中遇到的每個對象，如果第一次遇到，直接輸出，如果讀取到的是某個對象的序列號，就會找到相關(guān)聯(lián)的對象，輸出。

說明幾點，一個對象要想是可序列化的，就必須實現(xiàn)接口 java.io.Serializable;，這是一個標記接口，不用實現(xiàn)任何的方法。而我們的ObjectOutputStream流，就是一個可以將對象信息轉(zhuǎn)為字節(jié)的流，構(gòu)造函數(shù)如下：

public ObjectOutputStream(OutputStream out)

也就是所有字節(jié)流都可以作為參數(shù)傳入，兼容一切字節(jié)操作。在這個流中定義了writeObject和readObject方法，實現(xiàn)了序列化對象和反序列化對象。當然，我們也是可以通過在類中實現(xiàn)這兩個方法來自定義序列化機制，具體的后文介紹。此處我們只需要了解整個序列化機制，所有的對象數(shù)據(jù)只會保存一份，至于相同的對象再次出現(xiàn)，只保存對應(yīng)的序列號。下面，通過兩個特殊的情況直觀的感受下他的這個基本算法。

三、兩個特殊的實例

先看第一個實例：

public class Student implements Serializable {

 String name;
 int age;
 Teacher t; //另外一個對象類型

 public Student(){}
 public Student(String name,int age,Teacher t){
 this.name = name;
 this.age=age;
 this.t = t;
 }

 public void setName(String name){this.name = name;}
 public void setAge(int age){this.age = age;}
 public void setT(Teacher t){this.t = t;}
 public String getName(){return this.name;}
 public int getAge(){return this.age;}
 public Teacher getT(){return this.t;}
}

public class Teacher implements Serializable {
 String name;

 public Teacher(String name){
 this.name = name;
 }
}

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {

 Teacher t = new Teacher("li");
 Student stu1 = new Student("walker",21,t);
 Student stu2 = new Student("yam",22,t);
 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("hello.txt"));
 oos.writeObject(stu1);
 oos.writeObject(stu2);

 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("hello.txt"));
 Student stuR1 = (Student)ois.readObject();
 Student stuR2 = (Student)ois.readObject();

 if (stuR1.getT() == stuR2.getT())
  System.out.println("相同對象");
 }

結(jié)果是很顯而易見的，輸出了相同對象。我們在main函數(shù)中定義了兩個student類型對象，他們卻都引用的同一個teacher對象在內(nèi)部。完成序列化之后，反序列化出來兩個對象，通過比較他們內(nèi)部的teacher對象是否是同一個實例，可以看出來，在序列化第一個student對象的時候t是被寫入流中的，但是在遇到第二個student對象的teacher對象實例時，發(fā)現(xiàn)前面已經(jīng)寫過了，于是不再寫入流中，只保存對應(yīng)的序列號作為引用。當然在反序列化的時候，原理類似。這和我們上面介紹的基本算法是一樣的。

下面看第二個特殊實例：

public class Student implements Serializable {

 String name;
 Teacher t;

}

public class Teacher implements Serializable {
 String name;
 Student stu;

}

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {

 Teacher t = new Teacher();
 Student s =new Student();
 t.name = "walker";
 t.stu = s;
 s.name = "yam";
 s.t = t;

 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("hello.txt"));
 oos.writeObject(t);
 oos.writeObject(s);
 oos.close();

 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("hello.txt"));
 Teacher tR = (Teacher)ois.readObject();
 Student sR = (Student)ois.readObject();
 if(tR == sR.t && sR == tR.stu)System.out.println("ok");

 }

輸出的結(jié)果是ok，這個例子可以叫做：循環(huán)引用。從結(jié)果我們可以看出來，序列化之前兩個對象存在的相互的引用關(guān)系，經(jīng)過序列化之后，兩者之間的這種引用關(guān)系是依然存在的。其實按照我們之前介紹的判斷算法來看，首先我們先序列化了teacher對象，因為他內(nèi)部引用了student的對象，兩者都是第一次遇到，所以將兩者序列化到流中，然后我們?nèi)バ蛄谢痵tudent對象，發(fā)現(xiàn)這個對象以及內(nèi)部的teacher對象都已經(jīng)被序列化了，于是只保存對應(yīng)的序列號。讀取的時候根據(jù)序列號恢復(fù)對象。

四、自定義序列化機制

綜上，我們已經(jīng)介紹完了基本的序列化與反序列化的知識。但是往往我們會有一些特殊的要求，這種默認的序列化機制雖然已經(jīng)很完善了，但是有些時候還是不能滿足我們的需求。所以我們看看如何自定義序列化機制。自定義序列化機制中，我們會使用到一個關(guān)鍵字，它也是我們之前在看源碼的時候經(jīng)常遇到的，transient。將字段聲明transient，等于是告訴默認的序列化機制，這個字段你不要給我寫到流中去，我會自己處理的。

public class Student implements Serializable {

 String name;
 transient int age;

 public String toString(){
 return this.name + ":" + this.age;
 }
}

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {

 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("hello.txt"));
 Student stu = new Student();
 stu.name = "walker";stu.age = 21;
 oos.writeObject(stu);

 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("hello.txt"));
 Student stuR = (Student)ois.readObject();

 System.out.println(stuR);
 }

輸出結(jié)果：walker:0

我們不是給age字段賦初始值了么，怎么會是0呢？正如我們上文所說的一樣，被transient修飾的字段不會被寫入流中，自然讀取出來就沒有值，默認是0。下面看看我們怎么自己來序列化這個age。

//改動過的student類，main方法沒有改動，大家可以往上看
public class Student implements Serializable {

 String name;
 transient int age;

 private void writeObject(ObjectOutputStream oos) throws IOException {
 oos.defaultWriteObject();

 oos.writeInt(25);
 }

 private void readObject(ObjectInputStream ois) throws IOException, ClassNotFoundException {
 ois.defaultReadObject();

 age = ois.readInt();
 }

 public String toString(){
 return this.name + ":" + this.age;
 }
}

輸出結(jié)果：walker:25

結(jié)果既不是我么初始化的21，也不是0，而是我們在writeObject方法中寫的25?，F(xiàn)在我們一點一點看看每個步驟的意義。首先，要想要實現(xiàn)自定義序列化，就需要在該對象定義的類中實現(xiàn)兩個方法，writeObject和readObject，而且格式必須和上面貼出來的一樣，筆者試過改動方法修飾符，結(jié)果導(dǎo)致不能成功序列化。這是因為，Java采用反射機制，檢查該對象所在的類中有沒有實現(xiàn)這兩個方法，沒有的話就使用默認的ObjectOutputStream中的這個方法序列化所有字段，如果有的話就執(zhí)行你自己實現(xiàn)的這個方法。

接下來，看看這兩個方法實現(xiàn)的細節(jié)，先看writeObject方法，參數(shù)是ObjectOutputStream 類型的，這個拿到的是我們在main方法中定義的ObjectOutputStream 對象，要不然它怎么知道該把對象寫到那個地方去呢？第一行我們調(diào)用的是oos.defaultWriteObject();這個方法實現(xiàn)的功能是，將當前對象中所有沒有被transient修飾的字段寫入流中，第二條語句我們顯式的調(diào)用了writeInt方法將age的值寫入流中。讀取的方法類似，此處不再贅述。

五、版本控制

最后我們來看看，序列化過程的的版本控制問題。在我們將一個對象序列化到流中之后，該對象對應(yīng)的類的結(jié)構(gòu)改變了，如果此時我們再次從流中將之前保存的對象讀取出來，會發(fā)生什么？這要分情況來說，如果原類中的字段被刪除了，那從流中輸出的對應(yīng)的字段將會被忽略。如果原類中增加了某個字段，那新增的字段的值就是默認值。如果字段的類型發(fā)生了改變，拋出異常。在Java中每個類都會有一個記錄版本號的變量：static final serivalVersionUID = 115616165165L，此處的值只用于演示并不對應(yīng)任意某個類。這個版本號是根據(jù)該類中的字段等一些屬性信息計算出來的，唯一性較高。每次讀出的時候都會去比較之前和現(xiàn)在的版本號確認是否發(fā)生版本不一致情況，如果版本不一致，就會按照上述的情形分別做處理。

對象的序列化就寫完了，如果有什么內(nèi)容不妥的地方，希望大家指出！

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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