Java对象的序列化和反序列化

来源：互联网发布：易语言断网源码编辑：程序博客网时间：2024/05/18 14:11

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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；进行对象序列化主要目的是为了保存对象的状态（成员变量）。
　　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

 1 import java.io.Serializable; 2  3 /** 4  * <p>ClassName: Person<p> 5  * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p> 6  * @author xudp 7  * @version 1.0 V 8  * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25 9  */10 public class Person implements Serializable {11 12     /**13      * 序列化ID14      */15     private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;16     private int age;17     private String name;18     private String sex;19 20     public int getAge() {21         return age;22     }23 24     public String getName() {25         return name;26     }27 28     public String getSex() {29         return sex;30     }31 32     public void setAge(int age) {33         this.age = age;34     }35 36     public void setName(String name) {37         this.name = name;38     }39 40     public void setSex(String sex) {41         this.sex = sex;42     }43 }

　　序列化和反序列化Person类对象

 1 import java.io.File; 2 import java.io.FileInputStream; 3 import java.io.FileNotFoundException; 4 import java.io.FileOutputStream; 5 import java.io.IOException; 6 import java.io.ObjectInputStream; 7 import java.io.ObjectOutputStream; 8 import java.text.MessageFormat; 9 10 /**11  * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>12  * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>13  * @author xudp14  * @version 1.0 V15  * @createTime 2014-6-9 下午03:17:2516  */17 public class TestObjSerializeAndDeserialize {18 19     public static void main(String[] args) throws Exception {20         SerializePerson();//序列化Person对象21         Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象22         System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",23                                                  p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));24     }25     26     /**27      * MethodName: SerializePerson 28      * Description: 序列化Person对象29      * @author xudp30      * @throws FileNotFoundException31      * @throws IOException32      */33     private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,34             IOException {35         Person person = new Person();36         person.setName("gacl");37         person.setAge(25);38         person.setSex("男");39         // 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40         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(41                 new File("E:/Person.txt")));42         oo.writeObject(person);43         System.out.println("Person对象序列化成功！");44         oo.close();45     }46 47     /**48      * MethodName: DeserializePerson 49      * Description: 反序列Perons对象50      * @author xudp51      * @return52      * @throws Exception53      * @throws IOException54      */55     private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {56         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(57                 new File("E:/Person.txt")));58         Person person = (Person) ois.readObject();59         System.out.println("Person对象反序列化成功！");60         return person;61     }62 63 }

代码运行结果如下：

序列化Person成功后在E盘生成了一个Person.txt文件，而反序列化Person是读取E盘的Person.txt后生成了一个Person对象

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

1 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

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

　　serialVersionUID有两种生成方式：

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：

1 private static final long serialVersionUID = 1L;

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：

1 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：

　　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：

 1 import java.io.File; 2 import java.io.FileInputStream; 3 import java.io.FileNotFoundException; 4 import java.io.FileOutputStream; 5 import java.io.IOException; 6 import java.io.ObjectInputStream; 7 import java.io.ObjectOutputStream; 8 import java.io.Serializable; 9 10 public class TestSerialversionUID {11 12     public static void main(String[] args) throws Exception {13         SerializeCustomer();// 序列化Customer对象14         Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象15         System.out.println(customer);16     }17 18     /**19      * MethodName: SerializeCustomer 20      * Description: 序列化Customer对象21      * @author xudp22      * @throws FileNotFoundException23      * @throws IOException24      */25     private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,26             IOException {27         Customer customer = new Customer("gacl",25);28         // ObjectOutputStream 对象输出流29         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(30                 new File("E:/Customer.txt")));31         oo.writeObject(customer);32         System.out.println("Customer对象序列化成功！");33         oo.close();34     }35 36     /**37      * MethodName: DeserializeCustomer 38      * Description: 反序列Customer对象39      * @author xudp40      * @return41      * @throws Exception42      * @throws IOException43      */44     private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {45         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(46                 new File("E:/Customer.txt")));47         Customer customer = (Customer) ois.readObject();48         System.out.println("Customer对象反序列化成功！");49         return customer;50     }51 }52 53 /**54  * <p>ClassName: Customer<p>55  * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>56  * @author xudp57  * @version 1.0 V58  * @createTime 2014-6-9 下午04:20:1759  */60 class Customer implements Serializable {61     //Customer类中没有定义serialVersionUID62     private String name;63     private int age;64 65     public Customer(String name, int age) {66         this.name = name;67         this.age = age;68     }69 70     /*71      * @MethodName toString72      * @Description 重写Object类的toString()方法73      * @author xudp74      * @return string75      * @see java.lang.Object#toString()76      */77     @Override78     public String toString() {79         return "name=" + name + ", age=" + age;80     }81 }

运行结果：

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类，添加多一个sex属性，如下：

 1 class Customer implements Serializable { 2     //Customer类中没有定义serialVersionUID 3     private String name; 4     private int age; 5  6     //新添加的sex属性 7     private String sex; 8      9     public Customer(String name, int age) {10         this.name = name;11         this.age = age;12     }13     14     public Customer(String name, int age,String sex) {15         this.name = name;16         this.age = age;17         this.sex = sex;18     }19 20     /*21      * @MethodName toString22      * @Description 重写Object类的toString()方法23      * @author xudp24      * @return string25      * @see java.lang.Object#toString()26      */27     @Override28     public String toString() {29         return "name=" + name + ", age=" + age;30     }31 }

　　然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：

1 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 2 local class incompatible: 3 stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 4 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：

 1 class Customer implements Serializable { 2     /** 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号) 4      */ 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L; 6     private String name; 7     private int age; 8  9     //新添加的sex属性10     //private String sex;11     12     public Customer(String name, int age) {13         this.name = name;14         this.age = age;15     }16     17     /*public Customer(String name, int age,String sex) {18         this.name = name;19         this.age = age;20         this.sex = sex;21     }*/22 23     /*24      * @MethodName toString25      * @Description 重写Object类的toString()方法26      * @author xudp27      * @return string28      * @see java.lang.Object#toString()29      */30     @Override31     public String toString() {32         return "name=" + name + ", age=" + age;33     }34 }

　　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：

 1 class Customer implements Serializable { 2     /** 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号) 4      */ 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L; 6     private String name; 7     private int age; 8  9     //新添加的sex属性10     private String sex;11     12     public Customer(String name, int age) {13         this.name = name;14         this.age = age;15     }16     17     public Customer(String name, int age,String sex) {18         this.name = name;19         this.age = age;20         this.sex = sex;21     }22 23     /*24      * @MethodName toString25      * @Description 重写Object类的toString()方法26      * @author xudp27      * @return string28      * @see java.lang.Object#toString()29      */30     @Override31     public String toString() {32         return "name=" + name + ", age=" + age;33     }34 }

执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：

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：
　　　　1、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；
　　　　2、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。

五、 transient关键字

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我们都知道一个对象只要实现了Serilizable接口，这个对象就可以被序列化，java的这种序列化模式为开发者提供了很多便利，我们可以不必关系具体序列化的过程，只要这个类实现了Serilizable接口，这个类的所有属性和方法都会自动序列化。

然而在实际开发过程中，我们常常会遇到这样的问题，这个类的有些属性需要序列化，而其他属性不需要被序列化，打个比方，如果一个用户有一些敏感信息（如密码，银行卡号等），为了安全起见，不希望在网络操作（主要涉及到序列化操作，本地序列化缓存也适用）中被传输，这些信息对应的变量就可以加上transient关键字。换句话说，这个字段的生命周期仅存于调用者的内存中而不会写到磁盘里持久化。

总之，java 的transient关键字为我们提供了便利，你只需要实现Serilizable接口，将不需要序列化的属性前添加关键字transient，序列化对象的时候，这个属性就不会序列化到指定的目的地中。

1）一旦变量被transient修饰，变量将不再是对象持久化的一部分，该变量内容在序列化后无法获得访问。

2）transient关键字只能修饰变量，而不能修饰方法和类。注意，本地变量是不能被transient关键字修饰的。变量如果是用户自定义类变量，则该类需要实现Serializable接口。

3）被transient关键字修饰的变量不再能被序列化，一个静态变量不管是否被transient修饰，均不能被序列化。

第三点可能有些人很迷惑，因为发现在User类中的username字段前加上static关键字后，程序运行结果依然不变，即static类型的username也读出来为“Alexia”了，这不与第三点说的矛盾吗？实际上是这样的：第三点确实没错（一个静态变量不管是否被transient修饰，均不能被序列化），反序列化后类中static型变量username的值为当前JVM中对应static变量的值，这个值是JVM中的不是反序列化得出的，不相信？好吧，下面我来证明：

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;/** * @description 使用transient关键字不序列化某个变量 *        注意读取的时候，读取数据的顺序一定要和存放数据的顺序保持一致 *         * @author Alexia * @date  2013-10-15 */public class TransientTest {        public static void main(String[] args) {                User user = new User();        user.setUsername("Alexia");        user.setPasswd("123456");                System.out.println("read before Serializable: ");        System.out.println("username: " + user.getUsername());        System.err.println("password: " + user.getPasswd());                try {            ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(                    new FileOutputStream("C:/user.txt"));            os.writeObject(user); // 将User对象写进文件            os.flush();            os.close();        } catch (FileNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        try {            // 在反序列化之前改变username的值            User.username = "jmwang";                        ObjectInputStream is = new ObjectInputStream(new FileInputStream(                    "C:/user.txt"));            user = (User) is.readObject(); // 从流中读取User的数据            is.close();                        System.out.println("\nread after Serializable: ");            System.out.println("username: " + user.getUsername());            System.err.println("password: " + user.getPasswd());                    } catch (FileNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ClassNotFoundException e) {            e.printStackTrace();        }    }}class User implements Serializable {    private static final long serialVersionUID = 8294180014912103005L;          public static String username;    private transient String passwd;        public String getUsername() {        return username;    }        public void setUsername(String username) {        this.username = username;    }        public String getPasswd() {        return passwd;    }        public void setPasswd(String passwd) {        this.passwd = passwd;    }}

运行结果为：

read before Serializable: username: Alexiapassword: 123456read after Serializable: username: jmwangpassword: null

这说明反序列化后类中static型变量username的值为当前JVM中对应static变量的值，为修改后jmwang，而不是序列化时的值Alexia。

3. transient使用细节——被transient关键字修饰的变量真的不能被序列化吗？

思考下面的例子：

import java.io.Externalizable;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInput;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutput;import java.io.ObjectOutputStream;/** * @descripiton Externalizable接口的使用 *  * @author Alexia * @date 2013-10-15 * */public class ExternalizableTest implements Externalizable {    private transient String content = "是的，我将会被序列化，不管我是否被transient关键字修饰";    @Override    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {        out.writeObject(content);    }    @Override    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,            ClassNotFoundException {        content = (String) in.readObject();    }    public static void main(String[] args) throws Exception {                ExternalizableTest et = new ExternalizableTest();        ObjectOutput out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(                new File("test")));        out.writeObject(et);        ObjectInput in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File(                "test")));        et = (ExternalizableTest) in.readObject();        System.out.println(et.content);        out.close();        in.close();    }}

content变量会被序列化吗？好吧，我把答案都输出来了，是的，运行结果就是：

是的，我将会被序列化，不管我是否被transient关键字修饰

这是为什么呢，不是说类的变量被transient关键字修饰以后将不能序列化了吗？

我们知道在Java中，对象的序列化可以通过实现两种接口来实现，若实现的是Serializable接口，则所有的序列化将会自动进行，若实现的是Externalizable接口，则没有任何东西可以自动序列化，需要在writeExternal方法中进行手工指定所要序列化的变量，这与是否被transient修饰无关。因此第二个例子输出的是变量content初始化的内容，而不是null。

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