序列化与反序列化

本文介绍了Java对象的序列化与反序列化,包括概述、序列化(transient关键字、自定义序列化)、反序列化(前提条件、操作2)以及小结。序列化用于将对象持久化到硬盘或在网络上传输,而反序列化则是从存储中恢复对象。文章强调了序列化在RMI、持久化数据等方面的应用,并指出序列化对象需要实现Serializable接口。同时,文章讨论了transient关键字的作用以及自定义序列化的方法。

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最近面试蚂蚁被问到序列化,没有学过,今天补上

一、概述:

将数据读到硬盘或者数据库中,永久保存
• 序列化:将对象写入到IO流中
• 反序列化:从IO流中恢复对象
• 意义:序列化机制允许将实现序列化的Java对象转换位字节序列,这些字节序列可以保存在磁盘上,或通过网络传输,以达到以后恢复成原来的对象。序列化机制使得对象可以脱离程序的运行而独立存在。
• 使用场景:所有可在网络上传输的对象都必须是可序列化的,比如RMI(remote method invoke,即远程方法调用),传入的参数或返回的对象都是可序列化的,否则会出错;所有需要保存到磁盘的java对象都必须是可序列化的。通常建议:程序创建的每个JavaBean类都实现Serializeable接口。
Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象,该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的属性等信息。字节序列写出到文件之后,相当于文件中持久保存了一个对象的信息。反之,该字节序列还可以从文件中读取回来,重构对象,对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和对象中
存储的数据信息,都可以用来在内存中创建对象。
 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;
  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、序列化

如果需要将某个对象保存到磁盘上或者通过网络传输,那么这个类应该实现Serializable接口或者Externalizable接口之一。
java.io.ObjectOutputStream extends OutputStream
ObjectOutputStream:对象的序列化流
作用:把对象以流的方式写入到文件中保存
构造方法:
ObjectOutputStream(OutputStream out) 创建写入指定 OutputStream 的 ObjectOutputStream。
参数:
OutputStream out:字节输出流
特有的成员方法:
void writeObject(Object obj) 将指定的对象写入 ObjectOutputStream。
使用步骤:
1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
3.释放资源

  1. 一个对象要想序列化,必须满足两个条件:
    该类必须实现java.io.Serializable 接口, Serializable 是一个标记接口,不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化,会抛出NotSerializableException 。
    该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的,则该属性必须注明是瞬态的,使用transient 关键字修饰。
public class Demo01ObjectOutputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建ObjectOutputStream对象,构造方法中传递字节输出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("10_IO\\person.txt"));
        //2.使用ObjectOutputStream对象中的方法writeObject,把对象写入到文件中
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        //3.释放资源
        oos.close();
    }
}
/*
    序列化和反序列化的时候,会抛出NotSerializableException没有序列化异常
    解决方法:类通过实现 java.io.Serializable 接口以启用其序列化功能。未实现此接口的类将无法使其任何状态序列化或反序列化。
    Serializable接口也叫标记型接口
        要进行序列化和反序列化的类必须实现Serializable接口,就会给类添加一个标记
        当我们进行序列化和反序列化的时候,就会检测类上是否有这个标记
            有:就可以序列化和反序列化
            没有:就会抛出 NotSerializableException异常
    去市场买肉-->肉上有一个蓝色章(检测合格)-->放心购买-->买回来怎么吃随意
 */
public class Person implements Serializable{
    private String name;
    //private static int age;
    //private transient int age;
    public int age;
    public Person() {
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

transient关键字

static关键字:静态关键字
静态优先于非静态加载到内存中(静态优先于对象进入到内存中)
被static修饰的成员变量不能被序列化的,序列化的都是对象

  private static int age;
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        Object o = ois.readObject();
        Person{name='小美女', age=0}
transient关键字:瞬态关键字
    被transient修饰成员变量,不能被序列化

使用transient修饰的属性,java序列化时,会忽略掉此字段,所以反序列化出的对象,被transient修饰的属性是默认值。对于引用类型,值是null;基本类型,值是0;boolean类型,值是false。

private transient int age;
        oos.writeObject(new Person("小美女",18));
        Object o = ois.readObject();
        Person{name='小美女', age=0}

自定义序列化

使用transient虽然简单,但将此属性完全隔离在了序列化之外。java提供了可选的自定义序列化。可以进行控制序列化的方式,或者对序列化数据进行编码加密等。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException;
private void readObject(java.io.ObjectIutputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException;
private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException;

通过重写writeObject与readObject方法,可以自己选择哪些属性需要序列化, 哪些属性不需要。如果writeObject使用某种规则序列化,则相应的readObject需要相反的规则反序列化,以便能正确反序列化出对象。这里展示对名字进行反转加密。

public class Person implements Serializable {
   private String name;
   private int age;
   //省略构造方法,get及set方法

   private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
       //将名字反转写入二进制流
       out.writeObject(new StringBuffer(this.name).reverse());
       out.writeInt(age);
   }

   private void readObject(ObjectInputStream ins) throws IOException,ClassNotFoundException{
       //将读出的字符串反转恢复回来
       this.name = ((StringBuffer)ins.readObject()).reverse().toString();
       this.age = ins.readInt();
   }
}

三、反序列化

java.io.ObjectInputStream extends InputStream
ObjectInputStream:对象的反序列化流
作用:把文件中保存的对象,以流的方式读取出来使用
构造方法:
ObjectInputStream(InputStream in) 创建从指定 InputStream 读取的 ObjectInputStream。
参数:
InputStream in:字节输入流
特有的成员方法:
Object readObject() 从 ObjectInputStream 读取对象。
使用步骤:
1.创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
3.释放资源
4.使用读取出来的对象(打印)

对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件,则抛出一个ClassNotFoundException 异常。
readObject方法声明抛出了ClassNotFoundException(class文件找不到异常)
当不存在对象的class文件时抛出此异常

反序列化的前提:

1.类必须实现Serializable
2.必须存在类对应的class文件
public class Demo02ObjectInputStream {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //1.创建ObjectInputStream对象,构造方法中传递字节输入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("10_IO\\person.txt"));
        //2.使用ObjectInputStream对象中的方法readObject读取保存对象的文件
        Object o = ois.readObject();
        //3.释放资源
        ois.close();
        //4.使用读取出来的对象(打印)
        System.out.println(o);
        Person p = (Person)o;
        System.out.println(p.getName()+p.getAge());
    }
}

输出告诉我们,反序列化并不会调用构造方法。反序列的对象是由JVM自己生成的对象,不通过构造方法生成

反序列化操作2

另外,当JVM反序列化对象时,能找到class文件,但是class文件在序列化对象之后发生了修改,那么反序列化操作也会失败,抛出一个InvalidClassException 异常。发生这个异常的原因如下
• 该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
• 该类包含未知数据类型
• 该类没有可访问的无参数构造方法
Serializable 接口给需要序列化的类,提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序
列化的对象和对应类是否版本匹配。
黑马老师

解决方法:
给需要序列化的类固定版本号

四、小结:

• Java序列化算法

  1. 所有保存到磁盘的对象都有一个序列化编码号
  2. 当程序试图序列化一个对象时,会先检查此对象是否已经序列化过,只有此对象从未(在此虚拟机)被序列化过,才会将此对象序列化为字节序列输出。
  3. 如果此对象已经序列化过,则直接输出编号即可
    什么情况下需要修改serialVersionUID呢?分三种情况。
    • 如果只是修改了方法,反序列化不容影响,则无需修改版本号;
    • 如果只是修改了静态变量,瞬态变量(transient修饰的变量),反序列化不受影响,无需修改版本号;
    • 如果修改了非瞬态变量,则可能导致反序列化失败。如果新类中实例变量的类型与序列化时类的类型不一致,则会反序列化失败,这时候需要更改serialVersionUID。如果只是新增了实例变量,则反序列化回来新增的是默认值;如果减少了实例变量,反序列化时会忽略掉减少的实例变量。
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