深入java 序列化的一些坑（转载）

这篇文章转载java序列化和反序列化过程中，值得注意的一些细节问题。更多的源代码请访问我的github：https://github.com/yangsheng20080808/deepIntoJava

参考内容来自：
https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-serial/

本文分为4大部分

• 静态变量序列化
• 父类的序列化与 Transient 关键字
• 序列化存储规则
• 对敏感字段加密

静态变量序列化

场景：静态变量可以被序列化吗？

public class Test implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = 1L;    public static int staticVar = 5;    public static void main(String[] args) {        try {            //初始时staticVar为5            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(                    new FileOutputStream("result.obj"));            out.writeObject(new Test());            out.close();            //序列化后修改为10            Test.staticVar = 10;            ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(                    "result.obj"));            Test t = (Test) oin.readObject();            oin.close();            //再读取，通过t.staticVar打印新的值            System.out.println(t.staticVar);        } catch (FileNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ClassNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        }    }}

清单 2 中的 main 方法，将对象序列化后，修改静态变量的数值，再将序列化对象读取出来，然后通过读取出来的对象获得静态变量的数值并打印出来。依照清单 2，这个 System.out.println(t.staticVar) 语句输出的是 10 还是 5 呢？
最后的输出是 10，对于无法理解的读者认为，打印的 staticVar 是从读取的对象里获得的，应该是保存时的状态才对。之所以打印 10 的原因在于序列化时，并不保存静态变量，这其实比较容易理解，序列化保存的是对象的状态，静态变量属于类的状态，因此 序列化并不保存静态变量。

父类的序列化与 Transient 关键字

情境：一个子类实现了 Serializable 接口，它的父类都没有实现 Serializable 接口，序列化该子类对象，然后反序列化后输出父类定义的某变量的数值，该变量数值与序列化时的数值不同。

解决：要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable 接口。如果父类不实现的话的，就 需要有默认的无参的构造函数。在父类没有实现 Serializable 接口时，虚拟机是不会序列化父对象的，而一个 Java 对象的构造必须先有父对象，才有子对象，反序列化也不例外。所以反序列化时，为了构造父对象，只能调用父类的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时，它的值是调用父类无参构造函数后的值。如果你考虑到这种序列化的情况，在父类无参构造函数中对变量进行初始化，否则的话，父类变量值都是默认声明的值，如 int 型的默认是 0，string 型的默认是 null。
Transient 关键字的作用是控制变量的序列化，在变量声明前加上该关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 变量的值被设为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是 null。

特性使用案例：
我们熟悉使用 Transient 关键字可以使得字段不被序列化，那么还有别的方法吗？根据父类对象序列化的规则，我们可以将不需要被序列化的字段抽取出来放到父类中，子类实现 Serializable 接口，父类不实现，根据父类序列化规则，父类的字段数据将不被序列化，形成类图如图 2 所示。
图 2. 案例程序类图

上图中可以看出，attr1、attr2、attr3、attr5 都不会被序列化，放在父类中的好处在于当有另外一个 Child 类时，attr1、attr2、attr3 依然不会被序列化，不用重复抒写 transient，代码简洁。

序列化存储规则

情境：多次写同一个对象到序列化文件中
清单 4. 存储规则问题代码

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(                   new FileOutputStream("result.obj"));   Test test = new Test();   //试图将对象两次写入文件   out.writeObject(test);   out.flush();   System.out.println(new File("result.obj").length());   out.writeObject(test);   out.close();   System.out.println(new File("result.obj").length());   ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(           "result.obj"));   //从文件依次读出两个文件   Test t1 = (Test) oin.readObject();   Test t2 = (Test) oin.readObject();   oin.close();   //判断两个引用是否指向同一个对象   System.out.println(t1 == t2);

清单 3 中对同一对象两次写入文件，打印出写入一次对象后的存储大小和写入两次后的存储大小，然后从文件中反序列化出两个对象，比较这两个对象是否为同一对象。一般的思维是，两次写入对象，文件大小会变为两倍的大小，反序列化时，由于从文件读取，生成了两个对象，判断相等时应该是输入 false 才对，但是最后结果输出如图 4 所示。

图 4. 示例程序输出

我们看到，第二次写入对象时文件只增加了 5 字节，并且两个对象是相等的，这是为什么呢？
解答：Java 序列化机制为了节省磁盘空间，具有特定的存储规则，当写入文件的为同一对象时，并不会再将对象的内容进行存储，而只是再次存储一份引用，上面增加的 5 字节的存储空间就是新增引用和一些控制信息的空间。反序列化时，恢复引用关系，使得清单 3 中的 t1 和 t2 指向唯一的对象，二者相等，输出 true。该存储规则极大的节省了存储空间。

特性案例分析
查看清单 5 的代码。
清单 5. 案例代码

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));Test test = new Test();test.i = 1;out.writeObject(test);out.flush();test.i = 2;out.writeObject(test);out.close();ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(                    "result.obj"));Test t1 = (Test) oin.readObject();Test t2 = (Test) oin.readObject();System.out.println(t1.i);System.out.println(t2.i);

清单 4 的目的是希望将 test 对象两次保存到 result.obj 文件中，写入一次以后修改对象属性值再次保存第二次，然后从 result.obj 中再依次读出两个对象，输出这两个对象的 i 属性值。案例代码的目的原本是希望一次性传输对象修改前后的状态。
结果两个输出的都是 1， 原因就是第一次写入对象以后，第二次再试图写的时候，虚拟机根据引用关系知道已经有一个相同对象已经写入文件，因此只保存第二次写的引用，所以读取时，都是第一次保存的对象。读者在使用一个文件多次 writeObject 需要特别注意这个问题。

对敏感字段加密

情境：服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。
解决：在序列化过程中，虚拟机会试图调用对象类里的 writeObject 和 readObject 方法，进行用户自定义的序列化和反序列化，如果没有这样的方法，则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程，比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。基于这个原理，可以在实际应用中得到使用，用于敏感字段的加密工作，清单 3 展示了这个过程。

清单 3. 静态变量序列化问题代码:

/** * @author Yangsheng * 自定义序列化过程 */class hello implements Serializable{    int num;    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {        ObjectOutputStream.PutField putField = out.putFields();        System.out.println("原来的数字是："+num);        num = 0;//模拟加密        putField.put("num",num);        System.out.println("加密后的数字是："+ num);        out.writeFields();    }    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {        ObjectInputStream.GetField getField = in.readFields();        System.out.println("序列化后的数字是："+getField.get("num", 100));        num = 19;//模拟解密        System.out.println("解密后的数字是："+ num);    }    public hello(int num) {        this.num = num;    }    public hello(){}    @Override    public String toString() {        return "hello{" +                "num=" + num +                '}';    }}public class Client3 {    @Test    public void testVersion1() throws IOException, ClassNotFoundException {        hello hello1 = new hello(19);        String Path = "C:\\Users\\fsmsi\\Desktop\\fristVerPs.txt";        //序列化        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(Path));        //写信息出到文件        out.writeObject(hello1);        //反序列化        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(Path));        //读对象信息进到对象        hello hello2 = (hello) in.readObject();        System.out.println(hello2);    }}

运行结果：

在清单 3 的 writeObject 方法中，对密码进行了加密，在 readObject 中则对 password 进行解密，只有拥有密钥的客户端，才可以正确的解析出密码，确保了数据的安全。执行清单 3 后控制台输出如图 3 所示。