【新手向】从零开始学习Java（Day27）Java 序列化

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用法

例子

注意事项

版本控制 serialVersionUID

transient 关键字

自定义序列化

下节预告

Java 序列化是一种将对象转换为字节流的过程，以便可以将对象保存到磁盘上，将其传输到网络上，或者将其存储在内存中，以后再进行反序列化，将字节流重新转换为对象。

序列化是一种用于保存、传输和还原对象的方法，它使得对象可以在不同的计算机之间移动和共享，这对于分布式系统、数据存储和跨平台通信非常有用。当你序列化对象时，你把它包装成一个特殊文件，可以保存、传输或存储。反序列化则是打开这个文件，读取序列化的数据，然后将其还原为对象，以便在程序中使用。

想象你要给朋友寄一个乐高玩具：

序列化：把拼好的乐高拆成零件，按顺序摆好（变成字节流）

反序列化：朋友收到零件后，按照说明书重新拼装（恢复成对象）

序列化不会保存方法，只保存数据字段，就像保存乐高零件不会保存拼装动作。

序列化在 Java 中是通过 java.io.Serializable 接口来实现的，该接口没有任何方法，只是一个标记接口，用于标识类可以被序列化。

用法

实现 Serializable 接口：要使一个类可序列化，需要让该类实现 java.io.Serializable 接口，这告诉 Java 编译器这个类可以被序列化，例如：

import java.io.Serializable;

public class MyClass implements Serializable {
    // 类的成员和方法
}

类 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 是高层次的数据流，它们包含反序列化和序列化对象的方法。

使用 ObjectOutputStream 来序列化对象

public final void writeObject(Object x) throws IOException

使用 ObjectInputStream 来反序列化对象

public final Object readObject() throws IOException, ClassNotFoundException

例子

import java.io.*;

// 就像玩具要有拼装说明，类需要实现Serializable接口
public class Cat implements Serializable {
    String name;
    int age;
    
    public Cat(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建一只3岁的橘猫
        Cat orangeCat = new Cat("橘喵", 3);
        
        // 序列化：把猫变成"零件"
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
            new FileOutputStream("cat.data")
        );
        out.writeObject(orangeCat);
        out.close();
        
        // 反序列化：把零件变回猫
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(
            new FileInputStream("cat.data")
        );
        Cat restoredCat = (Cat) in.readObject();
        in.close();
        System.out.println(restoredCat.name); // 输出"橘喵"
    }
}

注意事项

一个类的对象要想序列化成功，必须满足两个条件：

该类必须实现 java.io.Serializable 接口。
该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不是可序列化的，则该属性必须注明是短暂的。

如果你想知道一个 Java 标准类是否是可序列化的，请查看该类的文档。检验一个类的实例是否能序列化十分简单，只需要查看该类有没有实现 java.io.Serializable接口。

版本控制 serialVersionUID

当一个类被序列化后，它的字节表示可能会存储在磁盘上或通过网络传输到不同的 JVM（Java 虚拟机）。在这种情况下，如果类的结构发生了变化，例如添加了新的字段或方法，那么反序列化时就可能出现版本不一致的问题。

于是我们使用 serialVersionUID 来控制版本（如果没有显式定义，系统会自动分配，默认为1L）：

private static final long serialVersionUID = 123456789L;

transient 关键字

有一些敏感信息（如密码）通常不愿意被序列化，这时候可以使用 transient 关键字：

变量被transient修饰，变量将不会被序列化
transient关键字只能修饰变量，而不能修饰方法和类。
被static关键字修饰的变量不参与序列化，一个静态static变量不管是否被transient修饰，均不能被序列化。
final变量值参与序列化，final transient同时修饰变量，final不会影响transient，一样不会参与序列化

private transient String secretCode; // 用transient标记不序列化的字段

自定义序列化

实战中，若在序列化/反序列化的时候需要对对象进行额外操作，可以使用自定义方法，如：

private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
    out.defaultWriteObject(); // 默认序列化
    out.writeObject(this.name.toUpperCase()); // 额外处理
}

private void readObject(ObjectInputStream in) 
    throws IOException, ClassNotFoundException {
    in.defaultReadObject(); // 默认反序列化
    this.name = (String) in.readObject() + "🐱"; // 添加猫头符号
}