轉(zhuǎn)載自http://www.blogjava.net/jiangshachina/archive/2012/02/13/369898.html
關(guān)于Java序列化的文章早已是汗牛充棟了妹田，本文是對我個(gè)人過往學(xué)習(xí)，理解及應(yīng)用Java序列化的一個(gè)總結(jié)鹃共。此文內(nèi)容涉及Java序列化的基本原理鬼佣，以及多種方法對序列化形式進(jìn)行定制。在撰寫本文時(shí)霜浴，既參考了Thinking in Java, Effective Java晶衷，JavaWorld，developerWorks中的相關(guān)文章和其它網(wǎng)絡(luò)資料，也加入了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理解晌纫，文驻龟、碼并茂，希望對大家有所幫助缸匪。(2012.02.14最后更新)
1. 什么是Java對象序列化
Java平臺允許我們在內(nèi)存中創(chuàng)建可復(fù)用的Java對象翁狐，但一般情況下，只有當(dāng)JVM處于運(yùn)行時(shí)凌蔬，這些對象才可能存在露懒，即，這些對象的生命周期不會比JVM的生命周期更長砂心。但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中懈词，就可能要求在JVM停止運(yùn)行之后能夠保存(持久化)指定的對象，并在將來重新讀取被保存的對象辩诞。Java對象序列化就能夠幫助我們實(shí)現(xiàn)該功能坎弯。
使用Java對象序列化，在保存對象時(shí)译暂，會把其狀態(tài)保存為一組字節(jié)抠忘，在未來，再將這些字節(jié)組裝成對象外永。必須注意地是崎脉，對象序列化保存的是對象的"狀態(tài)"，即它的成員變量伯顶。由此可知囚灼，對象序列化不會關(guān)注類中的靜態(tài)變量。
除了在持久化對象時(shí)會用到對象序列化之外祭衩，當(dāng)使用RMI(遠(yuǎn)程方法調(diào)用)灶体，或在網(wǎng)絡(luò)中傳遞對象時(shí)，都會用到對象序列化掐暮。Java序列化API為處理對象序列化提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制蝎抽，該API簡單易用，在本文的后續(xù)章節(jié)中將會陸續(xù)講到劫乱。
2. 簡單示例
在Java中织中，只要一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了java.io.Serializable接口锥涕，那么它就可以被序列化衷戈。此處將創(chuàng)建一個(gè)可序列化的類Person，本文中的所有示例將圍繞著該類或其修改版层坠。
Gender類殖妇，是一個(gè)枚舉類型，表示性別
public enum Gender {
MALE, FEMALE
}
如果熟悉Java枚舉類型的話破花，應(yīng)該知道每個(gè)枚舉類型都會默認(rèn)繼承類java.lang.Enum谦趣，而該類實(shí)現(xiàn)了Serializable接口疲吸，所以枚舉類型對象都是默認(rèn)可以被序列化的。
Person類前鹅，實(shí)現(xiàn)了Serializable接口摘悴，它包含三個(gè)字段：name，String類型舰绘；age蹂喻，Integer類型；gender捂寿，Gender類型口四。另外，還重寫該類的toString()方法秦陋，以方便打印Person實(shí)例中的內(nèi)容蔓彩。
public class Person implements Serializable {
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public Gender getGender() {
return gender;
}
public void setGender(Gender gender) {
this.gender = gender;
}
@Override
public String toString() {
return "[" + name + ", " + age + ", " + gender + "]";
}
}
SimpleSerial，是一個(gè)簡單的序列化程序驳概，它先將一個(gè)Person對象保存到文件person.out中赤嚼，然后再從該文件中讀出被存儲的Person對象，并打印該對象顺又。
public class SimpleSerial {
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("person.out");
ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
Person person = new Person("John", 101, Gender.MALE);
oout.writeObject(person);
oout.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Object newPerson = oin.readObject(); // 沒有強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到Person類型
oin.close();
System.out.println(newPerson);
}
}
上述程序的輸出的結(jié)果為：
arg constructor
[John, 31, MALE]
此時(shí)必須注意的是探膊，當(dāng)重新讀取被保存的Person對象時(shí)待榔，并沒有調(diào)用Person的任何構(gòu)造器，看起來就像是直接使用字節(jié)將Person對象還原出來的腌闯。
當(dāng)Person對象被保存到person.out文件中之后，我們可以在其它地方去讀取該文件以還原對象雕憔，但必須確保該讀取程序的CLASSPATH中包含有Person.class(哪怕在讀取Person對象時(shí)并沒有顯示地使用Person類姿骏，如上例所示)斤彼，否則會拋出ClassNotFoundException。
3. Serializable的作用
為什么一個(gè)類實(shí)現(xiàn)了Serializable接口琉苇，它就可以被序列化呢嘲玫？在上節(jié)的示例中，使用ObjectOutputStream來持久化對象并扇，在該類中有如下代碼：
private void writeObject0(Object obj, boolean unshared) throws IOException {
if (obj instanceof String) {
writeString((String) obj, unshared);
} else if (cl.isArray()) {
writeArray(obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Enum) {
writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Serializable) {
writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
} else {
if (extendedDebugInfo) {
throw new NotSerializableException(cl.getName() + "\n"
+ debugInfoStack.toString());
} else {
throw new NotSerializableException(cl.getName());
}
}
}
從上述代碼可知，如果被寫對象的類型是String土陪，或數(shù)組，或Enum顷窒，或Serializable源哩，那么就可以對該對象進(jìn)行序列化，否則將拋出NotSerializableException璧疗。
4. 默認(rèn)序列化機(jī)制
如果僅僅只是讓某個(gè)類實(shí)現(xiàn)Serializable接口，而沒有其它任何處理的話漆魔，則就是使用默認(rèn)序列化機(jī)制却音。使用默認(rèn)機(jī)制，在序列化對象時(shí)阿纤，不僅會序列化當(dāng)前對象本身夷陋，還會對該對象引用的其它對象也進(jìn)行序列化，同樣地藐窄，這些其它對象引用的另外對象也將被序列化酬土，以此類推荆忍。所以撤缴，如果一個(gè)對象包含的成員變量是容器類對象，而這些容器所含有的元素也是容器類對象屈呕，那么這個(gè)序列化的過程就會較復(fù)雜，開銷也較大芥吟。
5. 影響序列化
在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中专甩，有些時(shí)候不能使用默認(rèn)序列化機(jī)制。比如棺耍，希望在序列化過程中忽略掉敏感數(shù)據(jù)种樱，或者簡化序列化過程。下面將介紹若干影響序列化的方法害幅。
5.1 transient關(guān)鍵字
當(dāng)某個(gè)字段被聲明為transient后岂昭，默認(rèn)序列化機(jī)制就會忽略該字段约啊。此處將Person類中的age字段聲明為transient，如下所示记盒，
public class Person implements Serializable {
transient private Integer age = null;
}
再執(zhí)行SimpleSerial應(yīng)用程序外傅，會有如下輸出：
arg constructor
[John, null, MALE]
可見，age字段未被序列化彬碱。
5.2 writeObject()方法與readObject()方法
對于上述已被聲明為transitive的字段age奥洼，除了將transitive關(guān)鍵字去掉之外，是否還有其它方法能使它再次可被序列化嚼沿？方法之一就是在Person類中添加兩個(gè)方法：writeObject()與readObject()瓷患，如下所示：
public class Person implements Serializable {
transient private Integer age = null;
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
out.defaultWriteObject();
out.writeInt(age);
}
private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
in.defaultReadObject();
age = in.readInt();
}
}
在writeObject()方法中會先調(diào)用ObjectOutputStream中的defaultWriteObject()方法擅编，該方法會執(zhí)行默認(rèn)的序列化機(jī)制箫踩，如5.1節(jié)所述谭贪，此時(shí)會忽略掉age字段。然后再調(diào)用writeInt()方法顯示地將age字段寫入到ObjectOutputStream中慨削。readObject()的作用則是針對對象的讀取套媚，其原理與writeObject()方法相同。
再次執(zhí)行SimpleSerial應(yīng)用程序玫芦，則又會有如下輸出：
arg constructor[John, 31, MALE]
必須注意地是本辐，writeObject()與readObject()都是private方法师郑，那么它們是如何被調(diào)用的呢？毫無疑問宝冕，是使用反射地梨。詳情可見ObjectOutputStream中的writeSerialData方法，以及ObjectInputStream中的readSerialData方法洁闰。
5.3 Externalizable接口
無論是使用transient關(guān)鍵字万细，還是使用writeObject()和readObject()方法，其實(shí)都是基于Serializable接口的序列化腰素。JDK中提供了另一個(gè)序列化接口--Externalizable雪营，使用該接口之后，之前基于Serializable接口的序列化機(jī)制就將失效洋访。此時(shí)將Person類修改成如下，
public class Person implements Externalizable {
private String name = null;
transient private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
out.defaultWriteObject();
out.writeInt(age);
}
private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
in.defaultReadObject();
age = in.readInt();
}
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
}
}
此時(shí)再執(zhí)行SimpleSerial程序之后會得到如下結(jié)果：
arg constructor
none-arg constructor
[null, null, null]
從該結(jié)果呆抑，一方面可以看出Person對象中任何一個(gè)字段都沒有被序列化扶歪。另一方面摄闸，如果細(xì)心的話，還可以發(fā)現(xiàn)這此次序列化過程調(diào)用了Person類的無參構(gòu)造器炫欺。
Externalizable繼承于Serializable熏兄，當(dāng)使用該接口時(shí)，序列化的細(xì)節(jié)需要由程序員去完成桥状。如上所示的代碼硝清，由于writeExternal()與readExternal()方法未作任何處理芦拿，那么該序列化行為將不會保存/讀取任何一個(gè)字段。這也就是為什么輸出結(jié)果中所有字段的值均為空蔗崎。
另外缓苛，若使用Externalizable進(jìn)行序列化，當(dāng)讀取對象時(shí)笔刹，會調(diào)用被序列化類的無參構(gòu)造器去創(chuàng)建一個(gè)新的對象钢属，然后再將被保存對象的字段的值分別填充到新對象中。這就是為什么在此次序列化過程中Person類的無參構(gòu)造器會被調(diào)用酷师。由于這個(gè)原因，實(shí)現(xiàn)Externalizable接口的類必須要提供一個(gè)無參的構(gòu)造器懂讯，且它的訪問權(quán)限為public台颠。
對上述Person類作進(jìn)一步的修改，使其能夠?qū)ame與age字段進(jìn)行序列化瘫里，但要忽略掉gender字段荡碾，如下代碼所示：
public class Person implements Externalizable {
private String name = null;
transient private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
out.defaultWriteObject();
out.writeInt(age);
}
private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
in.defaultReadObject();
age = in.readInt();
}
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeObject(name);
out.writeInt(age);
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
name = (String) in.readObject();
age = in.readInt();
}
}
5.4 readResolve()方法
當(dāng)我們使用Singleton模式時(shí)坛吁，應(yīng)該是期望某個(gè)類的實(shí)例應(yīng)該是唯一的，但如果該類是可序列化的哆姻，那么情況可能會略有不同玫膀。此時(shí)對第2節(jié)使用的Person類進(jìn)行修改匆骗，使其實(shí)現(xiàn)Singleton模式，如下所示：
public class Person implements Serializable {
private static class InstanceHolder {
private static final Person instatnce = new Person("John", 31, Gender.MALE);
}
public static Person getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
private Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
private Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
}
同時(shí)要修改SimpleSerial應(yīng)用盟广，使得能夠保存/獲取上述單例對象瓮钥，并進(jìn)行對象相等性比較，如下代碼所示：
public class SimpleSerial {
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("person.out");
ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
oout.writeObject(Person.getInstance()); // 保存單例對象
oout.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Object newPerson = oin.readObject();
oin.close();
System.out.println(newPerson);
System.out.println(Person.getInstance() == newPerson); // 將獲取的對象與Person類中的單例對象進(jìn)行相等性比較
}
}
值得注意的是，從文件person.out中獲取的Person對象與Person類中的單例對象并不相等锈津。為了能在序列化過程仍能保持單例的特性，可以在Person類中添加一個(gè)readResolve()方法性誉，在該方法中直接返回Person的單例對象，如下所示：
public class Person implements Serializable {
private static class InstanceHolder {
private static final Person instatnce = new Person("John", 31, Gender.MALE);
}
public static Person getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
private Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
private Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
return InstanceHolder.instatnce;
}
}
再次執(zhí)行本節(jié)的SimpleSerial應(yīng)用后將有如下輸出：
arg constructor
[John, 31, MALE]
true
無論實(shí)現(xiàn)Serializable接口，或是Externalizable接口倾哺，當(dāng)從I/O流中讀取對象時(shí)，readResolve()方法都會被調(diào)用到忌愚。實(shí)際上就是用readResolve()中返回的對象直接替換在反序列化過程中創(chuàng)建的對象扣猫，而被創(chuàng)建的對象則會被垃圾回收掉申尤。
