java序列化之Serializable

一、為什么要序列化

java允許我們在內存中創建可復用的對象,當JVM正常運行時,這些對象才存在,這些對象的生命周期不會比JVM的生命周期更長。當我們需要永久化保存這些對象時,就需要使用序列化來將對象轉化成二進制信息存儲起來,方便隨時調用。

二、java如何實現序列化

java實現序列化的方式很簡單,只需要將序列化的類實現Serializable接口即可;不實現Serializable接口的類在調用writeObject()方式時會報錯NotSerializableException;具體的原因看writeObject()源碼:

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());
                }
            }

在進行序列化操作時,會判斷要被序列化的類是否是Enum、Array和Serializable類型,如果不是則直接拋出NotSerializableException。

三、通過Serializable實現序列化需要注意的幾個問題
1.序列化 ID 的問題

虛擬機是否允許反序列化,不僅取決于類路徑和功能代碼是否一致,一個非常重要的一點是兩個類的序列化 ID 是否一致;

public class Man implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String name;
    private int age;
    private String address;
    public static int height = 185;
    transient private String hobby;
    //省略getter(),setter()方法
}

寫個main()方法測試一下:

        Man man = new Man();
        man.setName("ymz");
        man.setAddress("屋子科");
        man.setAge(18);
        File file = new File("test01.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
        oos.writeObject(man);
        oos.flush();
        oos.close();

在系列化之后改變Man類的序列化ID,

private static final long serialVersionUID = 2L;

然后反序列化,看結果:

        //改變序列ID之后再讀取會報錯
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test01.txt"));
        Man man = (Man)ois.readObject();
        ois.close();
        System.out.println(man.getName());

具體的報錯信息:

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: cn.ymz.serialization.Man; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 1, local class serialVersionUID = 2
    at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:621)
    at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1623)
    at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1518)
    at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1774)
    at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1351)
    at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:371)
    at cn.ymz.serialization.TestSeria01.main(TestSeria01.java:23)

2.靜態變量的序列化

直接看代碼:

        //先寫入文件,當前height的值是185
        Man man = new Man();
        man.setName("ymz");
        man.setAddress("屋子科");
        man.setAge(18);
        File file = new File("test02.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
        oos.writeObject(man);
        oos.flush();
        oos.close();
        //改變height的值
        Man.height = 100;
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test02.txt"));
        Man man2 = (Man)ois.readObject();
        ois.close();
        System.out.println(man2.getHeight());

height的初始值是185,在序列化之后,改變height的值,看結果會是多少:

100

height的值變了!說明讀取的不是文件中的內容,讀的是JVM中Man類的height屬性;序列化并不保存靜態變量

3.transient關鍵字的作用
        Man man = new Man();
        man.setName("ymz");
        man.setAddress("屋子科");
        man.setAge(18);
        man.setHobby("eat");
        File file = new File("test03.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
        oos.writeObject(man);
        oos.flush();
        oos.close();
        //讀取被transient修飾的屬性
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test03.txt"));
        Man man2 = (Man)ois.readObject();
        ois.close();
        System.out.println(man2.getHobby());

輸出的結果為:null;

被transient修飾的屬性不會被序列化,在反序列化的時候會給該屬性一個默認值,int默認給0,string默認給null。

4.重寫writeObject()與readObject()方法可以實現對某些屬性的特殊處理

重寫writeObject()與readObject()方法后,ObjectOutputStream會通過反射調用類中重寫的方法:

    private void writeObject(ObjectOutputStream oos){
        try {
            ObjectOutputStream.PutField putFields = oos.putFields();
            System.out.println("原地址:"+address);
            address = "****"+address+"****";
            putFields.put("address",address);
            System.out.println("加密后的地址:"+address);
            oos.writeFields();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private void readObject(ObjectInputStream ois){
        try {
            ObjectInputStream.GetField getField = ois.readFields();
            Object obj = getField.get("address","");
            System.out.println("加密后獲取到的地址:"+obj);
            obj = String.valueOf(obj).replace("*","");
            System.out.println("解密后的地址:"+obj);
            address = obj.toString();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

測試一下:

        Man man = new Man();
        man.setAddress("屋子科");
        File file = new File("test04.txt");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
        oos.writeObject(man);
        oos.flush();
        oos.close();

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("test04.txt"));
        Man man2 = (Man)ois.readObject();
        ois.close();
        System.out.println(man2.getAddress());

輸出結果為:

原地址:屋子科
加密后的地址:****屋子科****
加密后獲取到的地址:****屋子科****
解密后的地址:屋子科
屋子科
5.序列化存儲規則

將一個類連續兩次寫入同一個文件,看文件的大小變化;再連續讀取兩次,看是否得到同一個對象:

        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
                new FileOutputStream("result.obj"));
        Man test = new Man();
        //試圖將對象兩次寫入文件
        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"));
        //從文件依次讀出兩個文件
        Man t1 = (Man) oin.readObject();
        Man t2 = (Man) oin.readObject();
        oin.close();
        //判斷兩個引用是否指向同一個對象
        System.out.println(t1 == t2);

結果如下:

100
105
true

Java 序列化機制為了節省磁盤空間,具有特定的存儲規則,當寫入文件的為同一對象時,并不會再將對象的內容進行存儲,而只是再次存儲一份引用,上面增加的 5 字節的存儲空間就是新增引用和一些控制信息的空間。反序列化時,恢復引用關系,使得 t1 和 t2 指向唯一的對象,二者相等,輸出 true。該存儲規則極大的節省了存儲空間。

6.序列化特性分析

在連續兩次序列化同一對象中間,改變對象的屬性值,然后看對象的值是否被改寫:

        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));
        Man man = new Man();
        man.setAge(1);
        out.writeObject(man);
        out.flush();
        man.setAge(2);
        out.writeObject(man);
        out.close();
        ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("result.obj"));
        Man t1 = (Man) oin.readObject();
        Man t2 = (Man) oin.readObject();
        System.out.println(t1.getAge());
        System.out.println(t2.getAge());

輸出結果為:

1
1

結果兩個輸出的都是 1。

原因就是第一次寫入對象以后,第二次再試圖寫的時候,虛擬機根據引用關系知道已經有一個相同對象已經寫入文件,因此只保存第二次寫的引用,所以讀取時,都是第一次保存的對象。

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