java对象序列化Serializable的应用场景

chen2017sheng

已于 2024-10-09 09:38:09 修改

阅读量1.4k

点赞数 26

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏：经验总结文章标签： java 开发语言对象序列化

于 2024-10-09 09:36:43 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/chen2017sheng/article/details/142775617

经验总结专栏收录该内容

33 篇文章

订阅专栏

Java对象序列化是将对象转换为字节流的过程，这种转换使得对象可以在不同的环境、系统或存储介质之间进行传输和重建。Java对象序列化的应用场景十分广泛，主要包括以下几个方面：

Java对象序列化的应用场景

网络通信：

在网络通信中，可以将对象序列化为字节流后进行传输，接收端再将字节流反序列化为对象，从而实现数据的远程传输。这种机制广泛应用于远程过程调用（RPC）、分布式计算和Web服务等场景。通过序列化，客户端可以将请求参数序列化为字节流发送给服务器，服务器处理后再将结果对象序列化为字节流返回给客户端。

对象持久化：

对象持久化是指将对象的状态保存到存储介质（如磁盘或数据库）中，以便在需要时重新加载。通过Java序列化，可以将对象转换为字节流并保存到文件中，当需要恢复对象时，再从文件中读取字节流并反序列化为对象。这种方式简化了对象与存储介质之间的交互，实现了对象的持久化存储。

分布式计算：

在分布式计算环境中，不同的计算节点可能需要共享和交换数据。通过Java序列化，可以将对象转换为字节流后在不同节点之间进行传输，从而实现了分布式系统中的数据共享和交换。这对于构建高效的分布式计算系统具有重要意义。

缓存存储：

为了提高访问速度和性能，可以将对象序列化后存储在缓存中。当需要访问对象时，直接从缓存中读取字节流并反序列化为对象，从而减少了对象的创建和销毁次数。这种方式广泛应用于Web应用、数据库查询优化等场景。

远程方法调用（RMI）：

Java中的远程方法调用（RMI）机制允许在不同JVM之间调用远程对象的方法。通过序列化，可以将方法参数和返回值转换为字节流进行传输，从而实现远程方法的调用和结果的返回。这为构建分布式应用程序提供了便利。

在RMI中，序列化扮演着至关重要的角色。RMI允许一个Java对象（称为“存根”或“代理”）调用另一个Java虚拟机（JVM）中的对象上的方法。为了实现这一点，RMI需要将方法调用及其参数序列化为字节流，以便通过网络进行传输。然后，在远程JVM中，这些字节流被反序列化为对象和方法调用，从而执行相应的操作。

具体来说，当客户端调用远程对象的方法时，RMI运行时系统会将方法调用、参数以及客户端的标识信息序列化为字节流。这个字节流通过网络发送到远程服务器。服务器端的RMI运行时系统接收到这个字节流后，将其反序列化为方法调用和参数对象，然后调用相应的远程对象上的方法。方法执行完毕后，返回值（如果有的话）也会被序列化并发送回客户端，客户端再将其反序列化为原始类型。

因此，序列化在RMI中是实现跨JVM方法调用的关键机制之一。它使得Java对象可以在不同的JVM之间传输和调用，从而实现了分布式计算和远程服务的访问。

需要注意的是，在使用RMI进行远程方法调用时，除了需要序列化远程对象和参数外，还需要处理网络安全、对象生命周期管理、异常处理等方面的问题。此外，由于序列化涉及到对象的内部状态，因此还需要注意数据的安全性和隐私保护。

基于JMS的消息传递：

Java消息服务（JMS）中也可以使用对象序列化实现消息的传递和处理。通过将消息对象序列化为字节流后发送到消息队列中，接收方可以从消息队列中获取字节流并反序列化为对象，从而实现了应用程序之间的异步通信。

Java集合类中的对象需要被存储：

Java集合类（如ArrayList、HashMap等）中的对象，如果需要被存储（例如集合本身需要被序列化），则这些对象的类也必须是可序列化的。

对象深拷贝：

在Java中，对象深拷贝是指创建一个新的对象，并将原始对象中的所有属性（包括引用类型的属性）的值都复制到新对象中。这通常涉及到递归地复制对象的所有字段，包括那些指向其他对象的引用。序列化提供了一种简便的方法来实现对象深拷贝。

通过序列化，我们可以将原始对象转换为字节流，然后再将这些字节流反序列化为一个新的对象。由于反序列化过程会创建一个全新的对象实例，并且会递归地复制所有字段的值（包括引用类型的字段），因此这种方法可以实现对象深拷贝。

这一点可以查看另一篇博文专门介绍了对象拷贝的问题：为啥阿里java规范中说到慎用Object的clone方法来拷贝对象？_慎用 object 的 clone 方法来拷贝对象-优快云博客

Web应用程序中的会话管理：

在Web应用程序中，用户会话通常需要序列化，以便可以跨多个请求存储用户的状态。

实现序列化时注意事项

实现Serializable接口：

一个类要实现序列化，必须实现java.io.Serializable接口。这个接口是一个标记接口，没有定义任何方法。如果一个类没有实现这个接口，那么在尝试序列化该类的对象时会抛出NotSerializableException异常。

处理不需要序列化的字段：

如果一个类的某些字段不需要序列化，可以使用transient关键字修饰这些字段。被transient修饰的字段在序列化时会被忽略，不会包含在序列化后的字节流中。

版本控制：

在实现Serializable接口的类中，可以显式声明serialVersionUID字段，用于版本控制。serialVersionUID是一个长整型的值，用于标识类的不同版本。在反序列化时，JVM会比较序列化对象的serialVersionUID与当前类的serialVersionUID是否一致，如果不一致，则会抛出InvalidClassException异常。显式声明serialVersionUID可以避免在类发生非兼容性修改时导致序列化问题。

序列化运用代码示例

示例场景

假设我们有一个简单的用户管理系统，需要将用户信息（如用户名、密码等）保存到文件中以便后续使用。如果我们没有为用户信息类实现序列化接口，那么在尝试保存对象到文件时就会遇到问题。

示例代码

class UserInfo {
    private String username;
    private String password;

    public UserInfo(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }

    // Getter 和 Setter 方法...

    @Override
    public String toString() {
        return "UserInfo{" +
                "username='" + username + '\'' +
                ", password='" + password + '\'' +
                '}';
    }
}


public class SerializableTest {
    public static void main(String[] args) {
        UserInfo user = new UserInfo("admin", "123456");

        // 尝试将用户信息保存到文件
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("user.dat");
             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos)) {

            oos.writeObject(user); // 这里会抛出NotSerializableException异常

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

执行结果

java.io.NotSerializableException: org.example.myTest.UserInfo
	at java.base/java.io.ObjectOutputStream.writeObject0(ObjectOutputStream.java:1185)
	at java.base/java.io.ObjectOutputStream.writeObject(ObjectOutputStream.java:349)
	at org.example.myTest.SerializableTest.main(SerializableTest.java:15)

问题分析

未实现Serializable接口：UserInfo 类没有实现 Serializable 接口，因此它的对象是不可序列化的。
序列化失败：在尝试使用 ObjectOutputStream 的 writeObject 方法将 UserInfo 对象序列化到文件 user.dat 时，会抛出 NotSerializableException 异常。
数据无法保存：由于序列化失败，用户信息无法被保存到文件中，导致后续无法从文件中恢复用户信息。

实现 Serializable 接口后，UserInfo 对象就可以被序列化了，上述代码中的序列化操作就不会再抛出异常，用户信息就可以被成功保存到文件中。

需要注意的是，Java序列化也存在一些潜在的问题，如版本兼容性问题、安全性问题等。因此，在使用时需要谨慎考虑，并根据具体场景选择合适的序列化方式。