深入分析序列化和反序列化原理,终于知道serialVersionUID到底有什么用了

文章介绍了Java中的序列化和反序列化概念,展示了在Socket通信中序列化的重要性,并讨论了Serializable接口、SerialVersionUID、transient关键字以及writeObject和readObject方法的作用。此外,还分析了Java序列化的特点和缺点,以及序列化数据包大小的测试。

import java.net.Socket;

public class SocketServer {

public static void main(String[] args) {

ServerSocket serverSocket = null;

try {

serverSocket = new ServerSocket(8888);

Socket socket = serverSocket.accept();

ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(socket.getInputStream());

SocketUser user = (SocketUser) input.readObject();

System.out.println(JSONObject.toJSONString(user));

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}finally {

if (null != serverSocket){

try {

serverSocket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

socket客户端:

package com.zwx.serialize.demo;

import java.io.IOException;

import java.io.ObjectOutputStream;

import java.net.Socket;

public class SocketClient {

public static void main(String[] args) {

Socket socket = null;

ObjectOutputStream out = null;

try {

socket = new Socket(“localhost”,8888);

SocketUser user = new SocketUser(“1”,“张三”);

out = new ObjectOutputStream(socket.getOutputStream());

out.writeObject(user);

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}finally {

if (null != out){

try {

out.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

if (null != socket){

try {

socket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

}

接下来我们先启动socket服务端,然后再启动socket客户端,这时候客户端就会连接上服务端进行通讯数据传输。

运行时却发现,报错了,提示我们没有序列化:

在这里插入图片描述

这时候我们把类SocketUser改一下,实现序列化接口:

public class SocketUser implements Serializable{

再次运行,发现这时候服务端可以正常输出我们传入的SocketUser对象了:

在这里插入图片描述

所以我们可以知道,当我们在远程通信的时候,必须要序列化数据才能正常传输,那么到底什么是序列化,什么又是反序列化呢?

什么是序列化和反序列化

========================================================================

  • 序列化:是把对象的状态信息转化为可存储或传输的形式过程,也就是把对象转化为字节序列的过程称为对象的序列化。

  • 反序列化:是序列化的逆向过程,把字节数组反序列化为对象,把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

为什么需要序列化

=====================================================================

序列化的本质是为了进行网络数据传输,而数据又只能够以二进制的形式在网络中进行传输,所以我们就需要把对象转为二进制的形式,也就是需要序列化这么一个过程,而因为二进制形式对我们使用者来说是不方便的,所以就需要有一个反序列化的过程,将数据重新还原。

序列化的方式

===================================================================

序列化的方式有很多种,比如Java自带的序列化方式,json序列化,xml序列化等。

Java序列化


文中开始的例子就是Java自带的序列化,其中SocketClient是序列化过程,SocketServer就是反序列化过程。

serialVersionUID的作用

当我们在实现序列化接口Serializable时候,可以手动生成一个serialVersionUID,有两种表现形式:

private static final long serialVersionUID = -2426545572670767992L;

private static final long serialVersionUID = 1L;

那么这两种形式有什么区别?serialVersionUID 又到底有什么用呢?为了说明这两个问题,我们还是先来看一个例子:

SocketUser沿用上面的类,但是不要添加serialVersionUID属性

package com.zwx.serialize;

import com.alibaba.fastjson.JSONObject;

import com.zwx.serialize.demo.SocketUser;

import java.io.*;

public class TestJavaSerialize {

public static void main(String[] args) {

//代码片段A:序列化

SocketUser socketUser = new SocketUser(“1”,“张三”);

serialize(socketUser);

//代码片段B:反序列化

// SocketUser socketUser2 = deSerialize();

// System.out.println(JSONObject.toJSONString(socketUser2));

}

static void serialize(SocketUser user){

try {

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File(“G:\user”)));

out.writeObject(user);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

static SocketUser deSerialize(){

try {

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File(“G:\user”)));

return (SocketUser) in.readObject();

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

return null;

}

}

上面的例子中,我们把创建好的SocketUser对象初始化到了本地文件中,然后先不要反序列化,我们在SocketUser类中自动生成serialVersionUID = -2426545572670767992L;

然后把上面的代码片段A注释掉,把代码片段B打开注释,运行,发现反序列化成功,这个没有问题。好,那我们把serialVersionUID = -2426545572670767992L;换成serialVersionUID =1L,再去运行,这时候发现报错了:在这里插入图片描述

这是因为如果我们没有生成serialVersionUID的话,那么当序列化的时候,会自动在序列化对象中自动生成serialVersionUID,而如果我们没有修改过类中的方法和属性,这个值是不会变的,所以我们序列化之后再去生成serialVersionUID,因为算法一直,所以两边的UID依然是相同的,但是我们改成了1L就不行了,会导致UID不相等,无法反序列化,当然,如果我们手动修改serialVersionUID值,也会导致匹配不上,或者说我们修改了类的属性和方法之后再去重新生成,也会导致匹配不上而无法反序列化。

serialVersionUID的两种表现形式

serialVersionUID默认有两种表现方式:

  • 一种是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个 64 位的哈希字段。

比如:private static final long serialVersionUID = -2426545572670767992L;。

  • 另一种就是1L。

比如private static final long serialVersionUID = 1L;

如果我们没有手动生成serialVersionUID,则系统会默认采用第一种方式生成,如果我们此时又手动采用了第二种方式生成serialVersionUID,那么反序列化的时候就会发现两边的UID匹配不上,导致反序列化失败。

Transient关键字

Transient 关键字的作用是控制变量的序列化,在变量声明前加上该关键字,可以阻止该变量被序列化到文件中,在被反序列化后,transient 变量的值被设为初始值,如 int 型的是 0,对象型的是null。

如我们把上面的name属性加上transient 关键字之后再去序列化,:

private transient String name;

然后反序列化可以看到name=null:

在这里插入图片描述

不过,我们有办法可以绕开transient 关键字,从而使得transient 关键字失效。这就是下面的两个方法:writeObject和readObject的作用了。

writeObject和readObject

我们把上面的SocketUser类进行一下改写:

package com.zwx.serialize.demo;

import java.io.IOException;

import java.io.Serializable;

public class SocketUser implements Serializable{

public SocketUser(String id, String name) {

this.id = id;

this.name = name;

}

private String id;

private transient String name;

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws IOException {

s.defaultWriteObject();

s.writeObject(name);

}

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException {

s.defaultReadObject();

name=(String)s.readObject();

}

public String getId() {

return id;

}

public void setId(String id) {

this.id = id;

}

public String getName() {

return name;

}

public void setName(String name) {

this.name = name;

}

}

然后再去序列化和反序列化,发现name属性已经可以被反序列化出来了:

在这里插入图片描述

Java序列化特点

  • 1、Java序列化只是针对对象的状态进行保存,至于对象中的方法,序列化不关心。

  • 2、当一个父类实现了序列化,那么子类会自动实现序列化,不需要显示实现序列化接口 。

  • 3、当一个对象的实例变量引用了其他对象,序列化这个对象的时候会自动把引用的对象也进行序列化(实现深度克隆)。

  • 4、当某个字段被申明为transient后,默认的序列化机制会忽略这个字段。

  • 5、被申明为transient 的字段,如果需要序列化,可以添加两个私有方法:writeObject 和 readObject 。

Java序列化的缺点

如果会用Java序列化会有两个缺点:

  • 不能跨语言。序列化本身就是为了数据传输,那么不能跨语言,就说明通信的对方也必须是Java语言才行,这一点就造成了很大的局限性。

  • 序列化之后数据比较大。远程通信数据包越小效率就越高,所以序列化之后的二进制流越小,性能越高。

我们针对Java序列化之后的数据包大小来个测试:

定义一个序列化接口(方便后面其他序列化方式共用):

package com.zwx.serialize;

public interface ISerializer {

byte[] serialize(T obj);

T deserialize(byte[] data,Class clazz);

}

新建一个Java序列化类实现ISerializer接口:

package com.zwx.serialize;

import java.io.ByteArrayInputStream;

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.ObjectInputStream;

import java.io.ObjectOutputStream;

public class JavaSerialize implements ISerializer{

@Override

public byte[] serialize(T obj) {

ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

try {

ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);

objectOutputStream.writeObject(obj);

return byteArrayOutputStream.toByteArray();

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

return null;

}

@Override

public T deserialize(byte[] data, Class clazz) {

ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(data);

try {

ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);

return (T)objectInputStream.readObject();

}catch (Exception e){

e.printStackTrace();

}

return null;

}

}

最后新建一个测试类来测试一下Java序列化之后的字节大小:

package com.zwx.serialize;

import com.zwx.serialize.demo.SocketUser;

public class TestSerialize {

public static void main(String[] args) {

SocketUser socketUser = new SocketUser(“1”,“张三丰”);

//Java序列化

JavaSerialize javaSerialize = new JavaSerialize();

byte[] byteArr = javaSerialize.serialize(socketUser);

System.out.println(byteArr.length);//108

}

}

输出之后大小为108,先记住这个数字,我们再来看看其他序列化方式在序列化之后的字节大小。

XML序列化


引入XML序列化依赖:

com.thoughtworks.xstream

xstream

1.4.10

新建一个XML序列化类实现ISerializer接口:

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