JAVA 对象序列化——Serializable

      Java的对象序列化是指将那些实现了Serializable接口的对象转换成一个字符序列，并能够在以后将这个字节序列完全恢复为原来的对象。这一过程甚至可通过网络进行，这意味着序列化机制能自动弥补不同操作系统之间的差异。 只要对象实现了Serializable接口（记住，这个接口只是一个标记接口，不包含任何的方法

      如果我们想要序列化一个对象，首先要创建某些OutputStream(如FileOutputStream、ByteArrayOutputStream等)，然后将这些OutputStream封装在一个ObjectOutputStream中。这时候，只需要调用writeObject()方法就可以将对象序列化，并将其发送给OutputStream（记住：对象的序列化是基于字节的，不能使用Reader和Writer等基于字符的层次结构）。而饭序列的过程（即将一个序列还原成为一个对象），需要将一个InputStream(如FileInputstream、ByteArrayInputStream等)封装在ObjectInputStream内，然后调用readObject()即可。

       对象序列化过程不仅仅保存单个对象，还能追踪对象内所包含的所有引用，并保存那些对象（这些对象也需实现了Serializable接口）。下面这段代码演示了此过程：

        

package test.serializable;/** *@chenfeic  * *只是一个简单的类，用于测试序列化 */import java.io.Serializable;public class Data implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = 7247714666080613254L;    public int n;    public Data(int n) {        this.n = n;    }    public String toString(){        return Integer.toString(n);    }}

package test.serializable;import java.io.Serializable;import java.util.Random;/** *  * @author chenfei * * 用于测试序列化，每个对象Worm对象都与worm中的下一段链接，同时又有属于不同类（Data）的对象引用数组链接 */public class Worm implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = 5468335797443850679L;    private Data[] d = {            new Data(random.nextInt(10)),            new Data(random.nextInt(10)),            new Data(random.nextInt(10))    };    private static Random random = new Random(47);    private Worm next;    private char c;        public Worm(int i , char x) {        System.out.println("Worm constructor:" +i);        c = x;        if(--i > 0) {            next = new Worm(i , (char)(x+1));        }    }    public Worm() {        System.out.println("Default constructor!");    }        public String toString() {        StringBuilder sb = new StringBuilder(":");        sb.append(c);        sb.append("(");        for(Data data : d) {            sb.append(data);        }        sb.append(")");        if(next!=null) {            sb.append(next);        }        return sb.toString();    }}

package test.serializable;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;public class SerializableTest {        public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {        Worm w = new Worm(6 ,'a');        System.out.println("序列化操纵之前");        System.out.println("w="+w);                //序列化操作1--FileOutputStream        ObjectOutputStream oos1 = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("worm.out"));        oos1.writeObject("Worm storage By FileOutputStream ");        oos1.writeObject(w);//必须所有引用的对象都实现序列化（本例终究是Data这个类），否则抛出有java.io.NotSerializableException:这个异常        oos1.close();                //反序列化操作1---FileInputStream        ObjectInputStream ois1 = new ObjectInputStream(new FileInputStream("worm.out"));        String s1 = (String)ois1.readObject();        Worm w1 = (Worm)ois1.readObject();        ois1.close();        System.out.println("反序列化操作1之后");        System.out.println(s1);        System.out.println("w1:"+w1);                //序列化操作2--ByteArrayOutputStream        ByteArrayOutputStream byteOutStream = new ByteArrayOutputStream();        ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(byteOutStream);        oos2.writeObject("Worm storage By ByteOutputStream ");        oos2.writeObject(w);        oos2.flush();                //反序列操作2--ByteArrayInputStream        ByteArrayInputStream byteInStream = new ByteArrayInputStream(byteOutStream.toByteArray());        ObjectInputStream ois2 = new ObjectInputStream(byteInStream);        String s2 = (String)ois2.readObject();        Worm w2 = (Worm)ois2.readObject();        ois2.close();        System.out.println("反序列化操作2之后");        System.out.println(s2);        System.out.println("w2:"+w2);    }        }

运行的结果如下：       

Worm constructor:6Worm constructor:5Worm constructor:4Worm constructor:3Worm constructor:2Worm constructor:1序列化操纵之前w=:a(853):b(119):c(802):d(788):e(199):f(881)反序列化操作1之后Worm storage By FileOutputStream w1::a(853):b(119):c(802):d(788):e(199):f(881)反序列化操作2之后Worm storage By ByteOutputStream w2::a(853):b(119):c(802):d(788):e(199):f(881)

 思考：

     1）反序列化后的对象，需要调用构造函数重新构造吗？

           答案：不需要。对于Serializable对象，对象完全以它存储的二进制位作为基础来构造，而不调用构造器。

         请看下面这段代码

package test.serializable;import java.io.Serializable;import java.util.Date;/** *  * @author chenfei *  * 用于测试序列化时的deep copy * */public class House implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = -6091530420906090649L;        private Date date = new Date(); //记录当前的时间        public String toString() {        return "House:" + super.toString() + ".Create Time is:" + date;    }}

package test.serializable;import java.io.Serializable;public class Animal implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = -213221189192962074L;        private String name;        private House house;        public Animal(String name , House house) {        this.name = name;        this.house = house;        System.out.println("调用了构造器");    }        public String toString() {        return  name + "[" +super.toString() + "']" + house;    }}

package test.serializable;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;public class Myworld {    /**     * @param args     * @throws IOException      * @throws ClassNotFoundException      */    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {        House house = new House();        System.out.println("序列化前");        Animal animal = new Animal("test",house);        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);        oos.writeObject(animal);        oos.flush();        oos.close();        System.out.println("反序列化后");        ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);        Animal animal1 = (Animal)ois.readObject();        ois.close();        }}

    运行结果如下所示：

序列化前调用了构造器反序列化后

      从上面的结果中可以看到，在序列化前，当我们使用

        Animal animal = new Animal("test",house);

      时，调用了Animal的构造器（打印了输出语句），但是反序列后并没有再打印任何语句，说明并没有调用构造器。

   2）序列前的对象与序列化后的对象是什么关系？是("=="还是equal？是浅复制还是深复制？)

           答案：深复制，反序列化还原后的对象地址与原来的的地址不同。 我们还是看上面思考1）中给出的代码，前两个类不变化，修改第三个类（MyWorld.java）的部分代码，修改后的代码如下：

        

package test.serializable;import java.io.ByteArrayInputStream;import java.io.ByteArrayOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutputStream;public class Myworld {    /**     * @param args     * @throws IOException      * @throws ClassNotFoundException      */    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {        House house = new House();        System.out.println("序列化前");        Animal animal = new Animal("test",house);        System.out.println(animal);        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(out);        oos.writeObject(animal);        oos.writeObject(animal);//在写一次，看对象是否是一样，        oos.flush();        oos.close();                ByteArrayOutputStream out2 = new ByteArrayOutputStream();//换一个输出流        ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(out2);        oos2.writeObject(animal);        oos2.flush();        oos2.close();        System.out.println("反序列化后");        ByteArrayInputStream in = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(in);        Animal animal1 = (Animal)ois.readObject();        Animal animal2 = (Animal)ois.readObject();        ois.close();                ByteArrayInputStream in2 = new ByteArrayInputStream(out2.toByteArray());        ObjectInputStream ois2 = new ObjectInputStream(in2);        Animal animal3 = (Animal)ois2.readObject();        ois2.close();                System.out.println("out流：" +animal1);        System.out.println("out流：" +animal2);        System.out.println("out2流：" +animal3);                        System.out.println("测试序列化前后的对象 == ："+ (animal==animal1));        System.out.println("测试序列化后同一流的对象："+ (animal1 == animal2));        System.out.println("测试序列化后不同流的对象==:" + (animal1==animal3));            }}

      运行结果如下：

序列化前调用了构造器test[test.serializable.Animal@bb7465']House:[e-mail] Time is:Sat Apr 06 00:11:30 CST 2013反序列化后out流：test[test.serializable.Animal@4f80d6']House:[e-mail] Time is:Sat Apr 06 00:11:30 CST 2013out流：test[test.serializable.Animal@4f80d6']House:[e-mail] Time is:Sat Apr 06 00:11:30 CST 2013（与上面的相同）out2流：test[test.serializable.Animal@12cc95d']House:[e-mail] Time is:Sat Apr 06 00:11:30 CST 2013（与上面只是值相同，但是地址不一样。）测试序列化前后的对象 == ：false测试序列化后同一流的对象：true测试序列化后不同流的对象==:false

从结果可以看到

        序列化前后对象的地址不同了，但是内容是一样的，而且对象中包含的引用也相同。换句话说，通过序列化操作，我们可以实现对任何可Serializable对象的”深度复制（deep copy）"——这意味着我们复制的是整个对象网，而不仅仅是基本对象及其引用。对于同一流的对象，他们的地址是相同，说明他们是同一个对象，但是与其他流的对象地址却不相同。也就说，只要将对象序列化到单一流中，就可以恢复出与我们写出时一样的对象网，而且只要在同一流中，对象都是同一个。

 补充：

     serialVersionUID 的作用？

         在Java中，软件的兼容性是一个大问题，尤其在使用到对象串行性的时候，那么在某一个对象已经被串行化了，可是这个对象又被修改后重新部署了，那么在这种情况下， 用老软件来读取新文件格式虽然不是什么难事，但是有可能丢失一些信息。 serialVersionUID来解决这些问题，新增的serialVersionUID必须定义成下面这种形式：static final long serialVersionUID=-2805284943658356093L;。其中数字后面加上的L表示这是一个long值。 通过这种方式来解决不同的版本之间的串行话问题。

     Java串行化机制定义的文件格式似乎很脆弱，只要稍微改动一下类的定义，原来保存的对象就可能无法读取。例如，下面是一个简单的类定义： 

public class Save implements Serializable{String name;public void save() throws IOException{FileOutputStream f = new FileOutputStream("foo");ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(f);oos.writeObject(this);oos.close();}}

如果在这个类定义中增加一个域，例如final int val = 7;，再来读取原来保存的对象，就会出现下面的异常： 

java.io.InvalidClassException:
Save; local class incompatible:
stream classdesc serialVersionUID = -2805284943658356093,
local class serialVersionUID = 3419534311899376629


上例异常信息中的数字串表示类定义里各种属性的编码值： 

●类的名字（Save）。 

●域的名字（name）。 

●方法的名字（Save）。 

●已实现的接口（Serializable）。 

改动上述任意一项内容（无论是增加或删除），都会引起编码值变化，从而引起类似的异常警报。这个数字序列称为“串行化版本统一标识符”（serial version universal identifier），简称UID。解决这个问题的办法是在类里面新增一个域serialVersionUID，强制类仍旧使用原来的UID。新增的域必须是： 

●static：该域定义的属性作用于整个类，而非特定的对象。 

●final：保证代码运行期间该域不会被修改。 

●long：它是一个64位的数值。 

也就是说，新增的serialVersionUID必须定义成下面这种形式：static final long serialVersionUID=-2805284943658356093L;。其中数字后面加上的L表示这是一个long值。 

当然，改动之后的类不一定能够和原来的对象兼容。例如，如果把一个域的定义从String改成了int，执行逆-串行化操作时系统就不知道如何处理该值，显示出错误信息：java.io.InvalidClassException: Save; incompatible types for field name。