Java基础总结之Java对象的序列化和反序列号化

(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:

import java.io.Serializable;

// Description:测试对象序列化和反序列化
public class Person implements Serializable {

  // 序列化ID
  private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
  private int age;
  private String name;
  private String sex;

  public int getAge() {
    return age;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public String getSex() {
    return sex;
  }

  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public void setSex(String sex) {
    this.sex = sex;
  }
}

序列化和反序列化Person类对象:

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.MessageFormat;

public class TestObjSerializeAndDeserialize {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    SerializePerson();// 序列化Person对象
    Person p = DeserializePerson();// 反序列Perons对象
    System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}", p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
  }

  private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException, IOException {
    Person person = new Person();
    person.setName("gacl");
    person.setAge(25);
    person.setSex("男");
    // 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
    ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:/Person.txt")));
    oo.writeObject(person);
    System.out.println("Person对象序列化成功!");
    oo.close();
  }

  private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:/Person.txt")));
    Person person = (Person) ois.readObject();
    System.out.println("Person对象反序列化成功!");
    return person;
  }

}

代码运行结果如下:

运行结果 运行结果

图1:运行结果

(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。

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:

警告

图2:警告

用鼠标点击111.png就会弹出生成serialVersionUID的对话框,如下图所示:

插入serialVersionUID

图3:插入serialVersionUID

serialVersionUID有两种生成方式:

采用111.png这种方式生成的serialVersionUID是1L,例如:

private static final long serialVersionUID = 1L;

采用111.png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:

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:

添加serialVersionUID.png

图4:添加serialVersionUID

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:

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class TestSerialversionUID {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
    Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
    System.out.println(customer);
  }

  private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException, IOException {
    Customer customer = new Customer("gacl", 25);
    // ObjectOutputStream 对象输出流
    ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:/Customer.txt")));
    oo.writeObject(customer);
    System.out.println("Customer对象序列化成功!");
    oo.close();
  }

  private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:/Customer.txt")));
    Customer customer = (Customer) ois.readObject();
    System.out.println("Customer对象反序列化成功!");
    return customer;
  }
}

class Customer implements Serializable {
  // Customer类中没有定义serialVersionUID
  private String name;
  private int age;

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

  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

下面我们修改一下Customer类,添加多一个sex属性,如下:

import java.io.Serializable;

class Customer implements Serializable {
  // Customer类中没有定义serialVersionUID
  private String name;
  private int age;

  // 新添加的sex属性
  private String sex;

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

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

  // 重写Object类的toString()方法
  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

然后执行反序列操作,此时就会抛出如下的异常信息:

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 
local class incompatible: 
stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 
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:

import java.io.Serializable;

class Customer implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
  private String name;
  private int age;

  // 新添加的sex属性
  // private String sex;

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

  @Override
  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

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:

import java.io.Serializable;

class Customer implements Serializable {
  // Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)

  private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
  private String name;
  private int age;

  // 新添加的sex属性
  private String sex;

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

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

  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

(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:

(2)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;

(1)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。

参考资料:

本文标题:Java基础总结之Java对象的序列化和反序列号化

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