Java：序列化和反序列化

1.背景

某天幕袱，我在寫代碼定義 bean 的時候铐拐，順手寫了個 public class User implements Serializable，旁邊的小哥哥看到了問我：你為什么要實現(xiàn) Serializable 接口坦敌？你哪里用到它了嗎酵镜？不實現(xiàn)這個接口可以嗎？

emmm殴穴，皺眉沉思一下凉夯，好像也可以？

好吧采幌，那先來了解一下 Serializable 接口涉及到的相關(guān)概念劲够。

2.序列化協(xié)議+序列化和反序列化

序列化是指：將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο筠D(zhuǎn)換成特定的格式，使其可以在網(wǎng)絡(luò)中傳輸休傍，或可存儲在內(nèi)存/文件中征绎。

序列化后的數(shù)據(jù)必須是可保持或可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，例如：二進制串/字節(jié)流磨取、XML人柿、JSON等。

反序列化：是序列化的逆過程忙厌，將對象從序列化數(shù)據(jù)中還原出來凫岖。

自問自答

問：序列化的目的是什么？

答：方便的進行數(shù)據(jù)的交換和傳輸工作逢净。

3.JDK類庫中的序列化API

Java本身提供了對數(shù)據(jù)/對象序列化的支持哥放。

輸入輸出流
- ObjectOutputStream 對象輸出流，其 writeObject(Object obj) 方法可對參數(shù)指定的 obj 對象進行序列化爹土，把得到的字節(jié)序列寫到一個目標輸出流中甥雕。
- ObjectInputStream 對象輸入流，其 readObject() 方法從一個源輸入流中讀取字節(jié)序列胀茵，再把它們反序列化為一個對象社露，并將其返回。
接口
- 只有實現(xiàn)了 Serializable 和 Externalizable 接口的類的對象才能被序列化琼娘。
- Externalizable 接口繼承自 Serializable 接口峭弟。
- 實現(xiàn) Externalizable 接口的類完全由自身來控制序列化的行為赁濒；而僅實現(xiàn) Serializable 接口的類可以采用默認的序列化方式。
對象序列化步驟：
- 創(chuàng)建一個對象輸出流孟害。
- 通過對象輸出流的 writeObject() 方法寫對象拒炎。
對象反序列化步驟：
- 創(chuàng)建一個對象輸入流。
- 通過對象輸入流的 readObject() 方法讀取對象挨务。

3.1 對象序列化到文件

// User.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo1;

import java.io.Serializable;


public class User implements Serializable{

    private static String HH="我是靜態(tài)變量击你，我不會被序列化";
    private int userId;
    private String userName;
    private String address;

    public int getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(int userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public static String getHH() {
        return HH;
    }

    public static void setHH(String HH) {
        User.HH = HH;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "userId=" + userId +
                ", userName='" + userName + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }
}

// Client.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo1;

import java.io.*;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        toFile();
        fromFile();
    }


    // Object -> 文件
    public static void toFile() throws Exception {
        User user = new User();
        user.setUserId(1223);
        user.setUserName("令習(xí)習(xí)習(xí)");
        user.setAddress("北京");

        System.out.println("對象："+user.toString());
        System.out.println("對象中的靜態(tài)變量："+user.getHH());
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("./out.txt")));
        oo.writeObject(user);
        System.out.println("序列化成功");
        oo.close();
    }

    // 文件 -> Object
    public static void fromFile() throws Exception{
        User tmp = new User();
        tmp.setHH("我是靜態(tài)變量，我的值是存在JVM靜態(tài)存儲區(qū)的谎柄，不是反序列化來的");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("./out.txt")));
        System.out.println("反序列化成功");
        User user = (User) ois.readObject();
        System.out.println("對象："+user.toString());
        System.out.println("對象中的靜態(tài)變量："+user.getHH());
        ois.close();
    }
}

運行結(jié)果：

對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}
對象中的靜態(tài)變量：我是靜態(tài)變量丁侄，我不會被序列化
序列化成功
反序列化成功
對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}
對象中的靜態(tài)變量：我是靜態(tài)變量，我的值是存在JVM靜態(tài)存儲區(qū)的朝巫，不是反序列化來的

這是一個簡單的序列化和反序列化例子鸿摇，創(chuàng)建一個 User 實例，將其全部數(shù)據(jù)序列化到文件劈猿；然后再從文件讀取數(shù)據(jù)反序列化為對象拙吉。
需要特別關(guān)注的是：對象序列化保存的是對象的"狀態(tài)"，即它的成員變量揪荣。因此筷黔，對象序列化不會關(guān)注類中的靜態(tài)變量。

3.2 隱藏指定字段

在某些場景下仗颈，你希望某些字段不要被序列化佛舱，此時可以使用 transient 關(guān)鍵字來進行排除。

transient 關(guān)鍵字只修飾變量挨决，不修飾方法和類请祖。
被 transient 關(guān)鍵字修飾的變量不再能被序列化，自然也不會被反序列化回來脖祈。

// User.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo2;

import java.io.Serializable;


public class User implements Serializable{

    private int userId;
    private String userName;
    private transient String address;

    public int getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(int userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "userId=" + userId +
                ", userName='" + userName + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }
}


//Client.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo2;

import java.io.*;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        toFile();
        fromFile();
    }


    // Object -> 文件
    public static void toFile() throws Exception {
        User user = new User();
        user.setUserId(1223);
        user.setUserName("令習(xí)習(xí)習(xí)");
        user.setAddress("北京");

        System.out.println("對象："+user.toString());
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("./out.txt")));
        oo.writeObject(user);
        System.out.println("序列化成功");
        oo.close();
    }

    // 文件 -> Object
    public static void fromFile() throws Exception{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("./out.txt")));
        System.out.println("反序列化成功");
        User user = (User) ois.readObject();
        System.out.println("對象："+user.toString());
        ois.close();
    }
}

運行結(jié)果：

對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}
序列化成功
反序列化成功
對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='null'}

這里使用 transient 修飾了 User 的 address 變量肆捕，因此address不會被序列化，也不會被反序列化撒犀。

自問自答

問：使用 transient 修飾的變量福压，就一定不會被序列化了嗎？

答：不一定或舞，要取決于你的程序是怎么寫的。

3.3 Serializable 的 readObject 和 writeObject

// User.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo3;

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;


public class User implements Serializable{

    private int userId;
    private String userName;
    private transient String address;

    public int getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(int userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "userId=" + userId +
                ", userName='" + userName + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }

    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
        out.defaultWriteObject();
        out.writeObject(address);
    }
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        in.defaultReadObject();
        address = (String)in.readObject();
    }
}

// Client.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo3;

import java.io.*;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        toFile();
        fromFile();
    }


    // Object -> 文件
    public static void toFile() throws Exception {
        User user = new User();
        user.setUserId(1223);
        user.setUserName("令習(xí)習(xí)習(xí)");
        user.setAddress("北京");

        System.out.println("對象："+user.toString());
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("./out.txt")));
        oo.writeObject(user);
        System.out.println("序列化成功");
        oo.close();
    }

    // 文件 -> Object
    public static void fromFile() throws Exception{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("./out.txt")));
        System.out.println("反序列化成功");
        User user = (User) ois.readObject();
        System.out.println("對象："+user.toString());
        ois.close();
    }
}

運行結(jié)果：

對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}
序列化成功
反序列化成功
對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}

在這個例子中蒙幻，User 定義了兩個private方法：readObject() 和 writeObject() 映凳。

在 writeObject() 方法中會先調(diào)用 ObjectOutputStream 中的 defaultWriteObject() 方法，該方法會執(zhí)行默認的序列化機制邮破，此時會忽略掉被 transient 修飾的address字段诈豌。然后再調(diào)用 writeObject() 方法顯示地將address字段寫入到 ObjectOutputStream 中仆救。

readObject() 的作用則是針對對象的讀取，其原理與 writeObject() 方法相同矫渔。

3.4 實現(xiàn) Externalizable 接口

在Java中彤蔽，對象的序列化可以通過實現(xiàn)兩種接口來實現(xiàn)：

若實現(xiàn)的是 Serializable 接口，則所有的序列化將會自動進行庙洼，如果你希望在此基礎(chǔ)之上加點自定義的內(nèi)容顿痪，就可以像上面那樣加兩個方法就ok了。
若實現(xiàn)的是 Externalizable 接口油够，則沒有任何東西可以自動序列化蚁袭，需要在
writeExternal() 方法中進行手工指定所要序列化的變量，以及如何序列化石咬，這與是否被 transient 修飾無關(guān)（也就是說揩悄，當你不需要java自動為你序列化的時候，transient就失效了）鬼悠；當然 readExternal() 也需要做相應(yīng)的處理删性。

// User.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo3;

import java.io.*;


public class User implements Externalizable{

    private int userId;
    private String userName;
    private transient String address;

    public int getUserId() {
        return userId;
    }

    public void setUserId(int userId) {
        this.userId = userId;
    }

    public String getUserName() {
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "userId=" + userId +
                ", userName='" + userName + '\'' +
                ", address='" + address + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeInt(userId + 122);
        out.writeObject(userName);
        out.writeObject(address);
        System.out.println("writeExternal：我沒有存原文哦");
        out.flush();
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        userId = in.readInt();
        userName = (String)in.readObject();
        address = (String)in.readObject();
    }
}

// Client.java
package com.ann.javas.javacores.serialization.demo3;

import java.io.*;

public class Client {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        toFile();
        fromFile();
    }


    // Object -> 文件
    public static void toFile() throws Exception {
        User user = new User();
        user.setUserId(1223);
        user.setUserName("令習(xí)習(xí)習(xí)");
        user.setAddress("北京");

        System.out.println("對象："+user.toString());
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("./out.txt")));
        oo.writeObject(user);
        System.out.println("序列化成功");
        oo.close();
    }

    // 文件 -> Object
    public static void fromFile() throws Exception{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("./out.txt")));
        System.out.println("反序列化成功");
        User user = (User) ois.readObject();
        System.out.println("對象："+user.toString());
        ois.close();
    }
}

運行結(jié)果：

對象：User{userId=1223, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}
writeExternal：我沒有存原文哦
序列化成功
反序列化成功
對象：User{userId=1345, userName='令習(xí)習(xí)習(xí)', address='北京'}

這里有幾個關(guān)鍵單需要說明：

實現(xiàn) Externalizable 接口，一定要自定義序列化方法焕窝，如果你把 writeExternal() 和 readExternal() 這里面的實現(xiàn)都丟掉镇匀，就會發(fā)現(xiàn)，java真的什么都不會做袜啃。
如上面所說汗侵，當實現(xiàn)了 Externalizable 接口的時候，transient 關(guān)鍵字不再生效群发。
反序列化時晰韵，實際上調(diào)用了 User 的無參構(gòu)造函數(shù)，因此在自定義序列化方案的時候熟妓，請一定要記得提供一個 公共無參構(gòu)造函數(shù) 雪猪，不然就悲劇了。

4.關(guān)于 Serializable 和 Externalizable 的總結(jié)和附加說明

構(gòu)造器：
- Serializable 序列化時不會調(diào)用默認的構(gòu)造器起愈；
- 而 Externalizable 序列化時會調(diào)用默認構(gòu)造器只恨。
功能
- 一個對象想要被序列化，那么它的類就要實現(xiàn) Serializable 接口抬虽，這個對象的所有屬性（包括private屬性官觅、包括其引用的對象）都可以被序列化和反序列化來保存、傳遞阐污。
- Externalizable 是 Serializable 接口的子類休涤，有時我們不希望序列化那么多，可以使用這個接口，這個接口的 writeExternal() 和 readExternal() 方法可以指定序列化哪些屬性功氨。
關(guān)鍵字
- 由于 Externalizable 對象默認不保存對象的任何字段序苏，所以 transient 關(guān)鍵字只能伴隨 Serializable 使用，雖然 Externalizable 對象中使用 transient 關(guān)鍵字也不報錯捷凄，但不起任何作用忱详。
方法
- Serializable 接口的 writeObject() 和 readObject() 方法是可選實現(xiàn)，若沒有自定義跺涤，則使用默認的匈睁。
- Externalizable 接口的 writeExternal() 和 readExternal() 方法是必選實現(xiàn)，當然你可以在里面什么都不做钦铁。

自問自答

問： writeObject() 和 readObject() 都是private方法软舌，它們是怎么被調(diào)用的呢？

答：很顯然牛曹，反射佛点。詳情可見 ObjectOutputStream 中的 writeSerialData 方法，以及 ObjectInputStream 中的 readSerialData 方法黎比。

最后編輯于：2021.06.26 20:47:24

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3.2 隱藏指定字段

3.3 Serializable 的 readObject 和 writeObject

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4.關(guān)于 Serializable 和 Externalizable 的總結(jié)和附加說明

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