java的序列化

本文介绍了Java对象序列化,它是将对象图平面化为字节线性序列的过程,对象需实现java.io.Serializable接口。还提到J2SE各版本对其有少量增加,如J2SE 1.4增加相关方法。同时指出序列化存在I/O开销大、数据可读性差、无查询语言、无安全和事务控制机制等问题。
Java 对象序列化
对象序列化是最简单的 Java 持久性策略。对象序列化是一个将 对象图平面化为一个字节的线性序列的过程。对象图是作为对象继承、关联和聚合的结果而实现的一些关系式。对象的非暂态实例属性以字节的形式被写入到持久存储中。实例属性的值就是执行时间序列化时内存中的值。如果一个 Java 对象是可序列化的,那么它至少必须实现 java.io.Serializable 接口,该接口具有如下所示的结构:


package java.io;
public interface Serializable
{}



您可以看到, java.io.Serializable 接口并没有声明任何方法。它是一个 记号或者 标记接口。它告诉 Java 运行时环境,该实现类是可序列化的。列表 1 显示实现该接口的一个示例类。

列表 1. MySerializableObject.java

import java.io.Serializable;

public class MySerializableObject extends MySuperClass implements Serializable
{
private String property1 = null;
private String property2 = null;

public String getProperty1()
{
return property1;
}

public void setProperty1(String val)
{
property1 = val;
}
public String getProperty2()
{
return property2;
}

public void setProperty2(String val)
{
property2 = val;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream out)
throws IOException
{
out.writeObject (getProperty1 ());
out.writeObject (getProperty2 ());
}

private void readObject (ObjectInputStream in)
throws IOException, ClassNotFoundException
{
setProperty1 ((String) in.readObject ());
setProperty2 ((String) in.readObject ());
}
}



无需自己实现 writeObject(...) 和 readObject(...) 方法来执行序列化;Java 运行时环境具有使这些方法可用的默认实现。然而,您可以重写这些方法,提供如何存储对象状态的您自己的实现。

关于序列化,您需要记住一些要点。首先,在序列化期间,整个对象图(即,所有父类和被引用类)都将被序列化。其次, Serializable 类的所有实例变量自身都应该是可序列化的,除非已经特别声明它们为暂态,或者已经重写 writeObject(...) 和 readObject(...) 来只序列化那些可序列化的实例变量。如果违反了后一规则,在运行时将出现一个异常。

每个后续 J2SE 版本都对对象序列化系统进行少量的增加。J2SE 1.4 也相应地向 ObjectOutputStream and ObjectInputStream 增加 writeUnshared() and readUnshared() 方法。通常,一个序列化的流只包含任何给定对象的一个序列化实例,并且共享对该对象引用的其他对象可以对它进行后向引用。通常期望序列化一个对象独立于其他对象可能维护的任何引用。非共享的读写方法允许对象作为新的、独一无二的对象被序列化,从而获得一个类似于对象克隆但开销更少的效果。

Java 对象序列化存在的问题
序列化涉及到将对象图从内存具体化到持久存储(例如硬盘)中。这涉及到大量 I/O 开销。通常,对应用程序而言,序列化并不是最佳选择:

管理几十万兆字节的存储数据
频繁地更新可序列化对象
对存储企业数据而言,序列化是一个错误选择,因为:

序列化的字节流只对 Java 语言是可读的。这是一个重大缺陷,因为企业系统通常是异构的,许多应用程序要与其他应用程序共同处理相同的数据。


对象检索涉及大量的 I/O 开销。


没有一个用来从序列化对象图中检索获取数据的查询语言。


序列化没有内置的安全机制。


序列化本身并不提供任何事务控制机制,因此不能在那些需要并发访问从而不使用辅助 API 的应用程序中使用它。
### 序列化的含义 序列化指将堆内存中的 Java 对象数据,通过某种方式存储到磁盘文件中,或者传递给其他网络节点(网络传输),即将对象转化为二进制,用于保存或网络传输。反序列化则是从 IO 流中恢复对象[^1][^4]。 ### 序列化的意义 序列化机制允许将实现序列化Java 对象转换为字节序列,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[^1]。 ### 序列化的使用场景 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 Serializable 接口[^1]。 ### 序列化实现的方式 #### Serializable 接口 - **普通序列化**:实现 Serializable 接口后,可使用 ObjectOutputStream 将对象写入流,使用 ObjectInputStream 从流中读取对象。 ```java import java.io.*; class Person implements Serializable { String name; int age; public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } } public class SerializationExample { public static void main(String[] args) { Person person = new Person("John", 30); try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"))) { oos.writeObject(person); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.ser"))) { Person deserializedPerson = (Person) ois.readObject(); System.out.println(deserializedPerson.name + " " + deserializedPerson.age); } catch (IOException | ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` - **成员是引用的序列化**:若类的成员是引用类型,该引用类型也必须是可序列化的,否则当前类无法实现序列化。 - **同一对象序列化多次的机制**:Java 序列化算法会保证同一对象多次序列化时,不会重复序列化对象的内容,而是只记录对象的引用。 - **Java 序列化算法潜在的问题**:例如序列化版本号不匹配、性能问题等。 - **可选的自定义序列化**:可通过实现 `writeObject` 和 `readObject` 方法来自定义序列化和反序列化过程。 #### Externalizable 接口 Externalizable 接口强制自定义序列化,需要实现 `writeExternal` 和 `readExternal` 方法。 ```java import java.io.*; class Employee implements Externalizable { String name; int id; public Employee() {} public Employee(String name, int id) { this.name = name; this.id = id; } @Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { out.writeObject(name); out.writeInt(id); } @Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException { name = (String) in.readObject(); id = in.readInt(); } } ``` ### 序列化版本号 serialVersionUID serialVersionUID 用于确保序列化和反序列化时类的版本一致性。若没有显式定义 serialVersionUID,Java 会根据类的结构自动生成一个。当类的结构发生变化时,可能会导致 serialVersionUID 改变,从而在反序列化时抛出 `InvalidClassException`。建议显式定义 serialVersionUID。 ```java import java.io.Serializable; class MyClass implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; // 类的成员和方法 } ```
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