一文搞懂Java中的序列化與反序列化
序列化和反序列化的概念
當(dāng)我們?cè)贘ava中創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，對(duì)象會(huì)一直存在，直到程序終止時(shí)。但有時(shí)候可能存在一種"持久化"場(chǎng)景：我們需要讓對(duì)象能夠在程序不運(yùn)行的情況下，仍能存在并保存其信息。當(dāng)程序再次運(yùn)行時(shí) 還可以通過(guò)該對(duì)象的保存下來(lái)的信息 來(lái)重建該對(duì)象。序列化和反序列化 就應(yīng)運(yùn)而生了，序列化機(jī)制可以使對(duì)象可以脫離程序的運(yùn)行而獨(dú)立存在。
- 序列化： 將對(duì)象轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制字節(jié)流的過(guò)程
- 反序列化：從二進(jìn)制字節(jié)流中恢復(fù)對(duì)象的過(guò)程
應(yīng)用場(chǎng)景
- 對(duì)象在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸的時(shí)候，需要先被序列化，接收到序列化的對(duì)象之后需要再進(jìn)行反序列化；比如遠(yuǎn)程方法調(diào)用 RPC
- 將對(duì)象存儲(chǔ)到文件中的時(shí)候需要進(jìn)行序列化，將對(duì)象從文件中讀取出來(lái)需要進(jìn)行反序列化。
- 將對(duì)象存儲(chǔ)到內(nèi)存中，需要進(jìn)行序列化，將對(duì)象從內(nèi)存中讀取出來(lái)需要進(jìn)行反序列化。
- 將對(duì)象存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)（如 Redis）時(shí)，需要用到序列化，將對(duì)象從緩存數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取出來(lái)需要反序列化。
序列化實(shí)現(xiàn)的方式
如果使用Jdk自帶的序列化方式實(shí)現(xiàn)對(duì)象序列化的話，那么這個(gè)類應(yīng)該實(shí)現(xiàn)Serializable接口或者Externalizable接口
繼承Serializable接口，普通序列化
首先我們定義一個(gè)對(duì)象類User
public class User implements Serializable {
//序列化ID
private static final long serialVersionUID = 1L;
private int age;
private String name;
public User(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public static long getSerialVersionUID() {
return serialVersionUID;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
然后我們編寫(xiě)一下測(cè)試類：
public class serTest {
public static void main(String[] args) throws Exception, IOException {
SerializeUser();
DeSerializeUser();
}
/**
* 序列化方法
* @throws IOException
*/
private static void SerializeUser() throws IOException {
User user = new User(11, "小張");
//序列化對(duì)象到指定的文件中
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\jun\\Desktop\\example"));
oos.writeObject(user);
oos.close();
System.out.println("序列化對(duì)象成功");
}
/**
* 反序列化方法
* @throws IOException
* @throws ClassNotFoundException
*/
private static void DeSerializeUser() throws IOException, ClassNotFoundException {
//讀取指定的文件
File file = new File("C:\\Users\\jun\\Desktop\\example");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
User newUser = (User)ois.readObject();
System.out.println("反序列化對(duì)象成功:"+ newUser.getName()+ ","+newUser.getAge());
}
}
結(jié)果：
序列化對(duì)象成功
反序列化對(duì)象成功:小張,11
一個(gè)對(duì)象想要被序列化，那么它的類就要繼承Serializable接口或者它的子接口
繼承Serializable接口類的所有屬性（包括private屬性、包括其引用的對(duì)象）都可以被序列化和反序列化來(lái)保存、傳遞。如果不想序列化的字段可以使用transient關(guān)鍵字修飾
private int age; private String name; private transient password;//屬性：密碼，不想被序列化
我們需要注意的是：使用transient關(guān)鍵字阻止序列化雖然簡(jiǎn)單方便，但被它修飾的屬性被完全隔離在序列化機(jī)制之外，這必然會(huì)導(dǎo)致了在反序列化時(shí)無(wú)法獲取該屬性的值。
其實(shí)我們完全可以在通過(guò)在需要序列化的對(duì)象的Java類里加入writeObject()方法與readObject()方法來(lái)控制如何序列化各屬性，某些屬性是否被序列化
如果User有一個(gè)屬性是引用類型的呢？比如User其中有一個(gè)屬性是類Person:
private Person person;
那如果要想U(xiǎn)ser可以序列化，那Person類也必須得繼承Serializable接口，不然程序會(huì)報(bào)錯(cuò)
另外大家應(yīng)該注意到serialVersionUID了吧，在日常開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，經(jīng)常遇到，暫且放放，我們后文再詳細(xì)講解
繼承Externalizable接口，強(qiáng)制自定義序列化
對(duì)于Externalizable接口，我們需要知道以下幾點(diǎn)：
- Externalizable繼承自Serializable接口
- 需要我們重寫(xiě)writeExternal()與readExternal()方法，這是強(qiáng)制性的
- 實(shí)現(xiàn)Externalizable接口的類必須要提供一個(gè)public的無(wú)參的構(gòu)造器，因?yàn)?strong>反序列化的時(shí)候需要反射創(chuàng)建對(duì)象
- Externalizable接口實(shí)現(xiàn)序列化，性能稍微比繼承自Serializable接口好一點(diǎn)
首先我們定義一個(gè)對(duì)象類ExUser
public class ExUser implements Externalizable {
private int age;
private String name;
//注意，必須加上pulic 無(wú)參構(gòu)造器
public ExUser() {
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeObject(name);
out.writeInt(age);
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
this.name = (String)in.readObject();
this.age = in.readInt();
}
}
我們接著編寫(xiě)測(cè)試類：
public class serTest2 {
public static void main(String[] args) throws Exception, IOException {
SerializeUser();
DeSerializeUser();
}
/**
* 序列化方法
* @throws IOException
*/
private static void SerializeUser() throws IOException {
ExUser user = new ExUser();
user.setAge(10);
user.setName("小王");
//序列化對(duì)象到指定的文件中
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\jun\\Desktop\\example"));
oos.writeObject(user);
oos.close();
System.out.println("序列化對(duì)象成功");
}
/**
* 反序列化方法
* @throws IOException
* @throws ClassNotFoundException
*/
private static void DeSerializeUser() throws IOException, ClassNotFoundException {
File file = new File("C:\\Users\\jun\\Desktop\\example");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
ExUser newUser = (ExUser)ois.readObject();
System.out.println("反序列化對(duì)象成功:"+ newUser.getName()+ ","+newUser.getAge());
}
}
結(jié)果：
序列化對(duì)象成功
反序列化對(duì)象成功:小王,10
因?yàn)樾蛄谢头葱蛄谢椒ㄐ枰约簩?shí)現(xiàn)，因此可以指定序列化哪些屬性，transient關(guān)鍵字在這里是無(wú)效的。
對(duì)Externalizable對(duì)象反序列化時(shí)，會(huì)先調(diào)用類的無(wú)參構(gòu)造方法，這是有別于默認(rèn)反序列方式的。如果把類的不帶參數(shù)的構(gòu)造方法刪除，或者把該構(gòu)造方法的訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置為private、默認(rèn)或protected級(jí)別，會(huì)拋出java.io.InvalidException: no valid constructor異常，因此Externalizable對(duì)象必須有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，而且必需是public的。
serialVersionUID的作用
如果反序列化使用的serialVersionUID與序列化時(shí)使用的serialVersionUID不一致，會(huì)報(bào)InvalidCalssException異常。這樣就保證了項(xiàng)目迭代升級(jí)前后的兼容性
serialVersionUID是序列化前后的唯一標(biāo)識(shí)符，只要版本號(hào)serialVersionUID相同，即使更改了序列化屬性，對(duì)象也可以正確被反序列化回來(lái)。
默認(rèn)如果沒(méi)有人為顯式定義過(guò)serialVersionUID，那編譯器會(huì)為它自動(dòng)聲明一個(gè)！
serialVersionUID有兩種顯式的生成方式：
- 默認(rèn)的1L，比如：
private static final long serialVersionUID = 1L; - 根據(jù)類名、接口名、成員方法及屬性等來(lái)生成一個(gè)64位的哈希字段，比如：
private static final long serialVersionUID = xxxxL;
靜態(tài)變量不會(huì)被序列化
凡是被static修飾的字段是不會(huì)被序列化的，我們來(lái)看一個(gè)例子：
//實(shí)體類
public class Student implements Serializable {
private String name;
public static Integer age;//靜態(tài)變量
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public static Integer getAge() {
return age;
}
public static void setAge(Integer age) {
Student.age = age;
}
}
//測(cè)試類
public class shallowCopyTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Student student1 = new Student();
student1.age = 11;
//序列化，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的文件中
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\student1"));
oos.writeObject(student1);
oos.close();
Student student2 = new Student();
student2.age = 21;
//序列化，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定的文件中
ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\student2"));
oos2.writeObject(student1);
oos2.close();
//讀取指定的文件
File file = new File("D:\\student1");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Student student1_new = (Student)ois.readObject();
System.out.println("反序列化對(duì)象,student1.age="+ student1_new.getAge());
//讀取指定的文件
File file2 = new File("D:\\student1");
ObjectInputStream ois2 = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file2));
Student student2_new = (Student)ois2.readObject();
System.out.println("反序列化對(duì)象,student2.age="+ student2_new.getAge());
}
}
結(jié)果：
反序列化對(duì)象,student1.age=21
反序列化對(duì)象,student2.age=21
為啥結(jié)果都是21？
我們知道對(duì)象的序列化是操作的堆內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而靜態(tài)的變量又稱作類變量，其數(shù)據(jù)存放在方法區(qū)里，類一加載，就初始化了。
又因?yàn)殪o態(tài)變量age沒(méi)有被序列化，根本就沒(méi)寫(xiě)入文件流中，所以我們打印的值其實(shí)一直都是當(dāng)前Student類的靜態(tài)變量age的值，而靜態(tài)變量又是所有的對(duì)象共享的一個(gè)變量，所以就都是21
使用序列化實(shí)現(xiàn)深拷貝
我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子：
//實(shí)體類 繼承Cloneable
public class Person implements Serializable{
public String name;//姓名
public int height;//身高
public StringBuilder something;
...//省略 getter setter
public Object deepClone() throws Exception{
// 序列化
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(this);
// 反序列化
ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
return ois.readObject();
}
}
//測(cè)試類，這邊類名筆者就不換了，在之前的基礎(chǔ)上改改
public class shallowCopyTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Person p1 = new Person("小張", 180, new StringBuilder("今天天氣很好"));
Person p2 = (Person)p1.deepClone();
System.out.println("對(duì)象是否相等："+ (p1 == p2));
System.out.println("p1 屬性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
System.out.println("p2 屬性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());
// change
p1.setName("小王");
p1.setHeight(200);
p1.getSomething().append(",適合出去玩");
System.out.println("...after p1 change....");
System.out.println("p1 屬性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
System.out.println("p2 屬性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());
}
}
結(jié)果：
對(duì)象是否相等：false
p1 屬性值=小張,180,今天天氣很好
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好
...after p1 change....
p1 屬性值=小王,200,今天天氣很好,適合出去玩
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好
詳見(jiàn)：Java中深拷貝,淺拷貝與引用拷貝的區(qū)別詳解
常見(jiàn)序列化協(xié)議對(duì)比
除了JDK 自帶的序列化方式，還有一些其他常見(jiàn)的序列化協(xié)議：
- 基于二進(jìn)制： hessian、kyro、protostuff
- 文本類序列化方式： JSON 和 XML
采用哪種序列化方式，我們一般需要考慮序列化之后的數(shù)據(jù)大小，序列化的耗時(shí)，是否支持跨平臺(tái)、語(yǔ)言，或者公司團(tuán)隊(duì)的技術(shù)積累。這邊就不展開(kāi)講了，大家感興趣自行去了解
小結(jié)
JDK自帶序列化方法一般有2種：繼承Serializable接口和繼承Externalizable接口
static修飾的類變量、transient修飾的實(shí)例變量都不會(huì)被序列化。
序列化對(duì)象的引用類型成員變量，也必須是可序列化的
serialVersionUID 版本號(hào)是序列化和反序列化前后唯一標(biāo)識(shí)，建議顯式定義
序列化和反序列化的過(guò)程其實(shí)是有漏洞的，因?yàn)閺男蛄谢椒葱蛄谢怯兄虚g過(guò)程的，如果被別人拿到了中間字節(jié)流，然后加以偽造或者篡改，反序列化出來(lái)的對(duì)象會(huì)有一定風(fēng)險(xiǎn)?？梢灾貙?xiě)readObject()方法，加以限制
除了JDK自帶序列化方法，還有hessian、kyro、protostuff、 JSON 和 XML等
到此這篇關(guān)于一文搞懂Java中的序列化與反序列化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java序列化 反序列化內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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