序列化和反序列 破坏单例模式，优化深克隆

1.序列化和反序列化

​ 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。

ObjectOutputStream类

java.io.ObjectOutputStream 类，将Java对象的原始数据类型写出到文件,实现对象的持久存储。

构造方法

• public ObjectOutputStream(OutputStream out)： 创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。

构造举例，代码如下：

FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("employee.txt");
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);

序列化操作

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。

2.写出对象方法

• public final void writeObject (Object obj) : 将指定的对象写出。

ObjectInputStream类

ObjectInputStream反序列化流，将之前使用ObjectOutputStream序列化的原始数据恢复为对象。

构造方法

• public ObjectInputStream(InputStream in)： 创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

反序列化操作1

如果能找到一个对象的class文件，我们可以进行反序列化操作，调用ObjectInputStream读取对象的方法：

• public final Object readObject () : 读取一个对象。

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。

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。

public class Employee implements java.io.Serializable {
     // 加入序列版本号
     private static final long serialVersionUID = 1L;
     public String name;
     public String address;
     // 添加新的属性 ,重新编译, 可以反序列化,该属性赋为默认值.
     public int eid; 

     public void addressCheck() {
         System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);
     }
}

2.破坏单例模式

单例模式

public class Singleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -4998695514017895268L;

    //1.私有化的构造方法
    private Singleton(){

    }

    //2.私有的静态内部类
    private static class InnerClass{
        //3.私有的静态的本类的实例
        private static Singleton singleton = new Singleton();
    }

    //4.公开的静态的获得本类实例的方法
    public static Singleton getInstance(){
        return InnerClass.singleton;
    }

}

public class SingletonTest {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        try (
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
        ){
            //序列化
            oos.writeObject(s1);
            oos.flush();

            //反序列化
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
            Singleton s2 = (Singleton)ois.readObject();

            //测试获取的单例，还是不是反序列化获取的实例
            System.out.println(s1 == s2);  //false  
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

/*
	拿到的不是同一个地址的对象，破坏了单例模式
	解决方法：
    	在Singleton类里加入readResolve()方法
*/   
    //定义一个readResolve()，解决反序列化后的实例仍然是此单例
    public Object readResolve(){
        return InnerClass.singleton;
    }

3.序列化本身就是一个深克隆

当一个类发生关联时，序列化就是一个深克隆，关联类的对象也随之被克隆

在之前的博客里的完成克隆的方法是

( Student 类关联了 Major 类)

//Object类中clone
    @Override
    protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
        //浅克隆
        //return super.clone();

        //深克隆
        Student stu = (Student)super.clone();
        Major major = this.major.clone();
        stu.setMajor(major);

        return stu;
    }

这样写代码的类耦合度太高，当一个类关联多个类，关联类又关联类时，想完成深克隆，每个类都需要实现Cloneable接口重写clone()方法，非常繁琐

解决方案：

我们采用序列化和反序列化解决此问题

 //序列化和反序列化，完成深克隆
    @Override
    protected Student clone() throws CloneNotSupportedException {
        try (
                ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
                ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
        ){
            //序列化
            oos.writeObject(this);
            oos.flush();

            //反序列化
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
            Student stu = (Student)ois.readObject();
            return stu;
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

ByteArrayInputStream是内存流，字节数组输出流在内存中创建一个字节数组缓冲区，所有发送到输出流的数据保存在该字节数组缓冲区中