关于[Serializable]

本文介绍了C#中对象序列化的基本概念和技术细节,包括如何使用Serializable属性实现类的序列化,以及序列化和反序列化的过程。同时,还探讨了序列化在不同场景下的应用。

System.SerializableAttribute

串行化是指存储和获取磁盘文件、内存或其他地方中的对象。在串行化时,所有的实例数据都保存到存储介质上,在取消串行化时,对象会被还原,且不能与其原实例区别开来。

只需给类添加Serializable属性,就可以实现串行化实例的成员。

并行化是串行化的逆过程,数据从存储介质中读取出来,并赋给类的实例变量。

SerializableC#中的作用.NET 中的对象序列化

简介
序列化是指将对象实例的状态存储到存储媒体的过程。在此过程中,先将对象的公共字段和私有字段以及类的名称(包括类所在的程序集)转换为字节流,然后再把字节流写入数据流。在随后对对象进行反序列化时,将创建出与原对象完全相同的副本。

在面向对象的环境中实现序列化机制时,必须在易用性和灵活性之间进行一些权衡。只要您对此过程有足够的控制能力,就可以使该过程在很大程度上自动进行。例如,简单的二进制序列化不能满足需要,或者,由于特定原因需要确定类中那些字段需要序列化。以下各部分将探讨 .NET 框架提供的可靠的序列化机制,并着重介绍使您可以根据需要自定义序列化过程的一些重要功能。

持久存储
我们经常需要将对象的字段值保存到磁盘中,并在以后检索此数据。尽管不使用序列化也能完成这项工作,但这种方法通常很繁琐而且容易出错,并且在需要跟踪对象的层次结构时,会变得越来越复杂。可以想象一下编写包含大量对象的大型业务应用程序的情形,程序员不得不为每一个对象编写代码,以便将字段和属性保存至磁盘以及从磁盘还原这些字段和属性。序列化提供了轻松实现这个目标的快捷方法。

公共语言运行时 (CLR) 管理对象在内存中的分布,.NET 框架则通过使用反射提供自动的序列化机制。对象序列化后,类的名称、程序集以及类实例的所有数据成员均被写入存储媒体中。对象通常用成员变量来存储对其他实例的引用。类序列化后,序列化引擎将跟踪所有已序列化的引用对象,以确保同一对象不被序列化多次。.NET 框架所提供的序列化体系结构可以自动正确处理对象图表和循环引用。对对象图表的唯一要求是,由正在进行序列化的对象所引用的所有对象都必须标记为 Serializable(请参阅基本序列化)。否则,当序列化程序试图序列化未标记的对象时将会出现异常。

当反序列化已序列化的类时,将重新创建该类,并自动还原所有数据成员的值。

按值封送
对象仅在创建对象的应用程序域中有效。除非对象是从 MarshalByRefObject 派生得到或标记为 Serializable,否则,任何将对象作为参数传递或将其作为结果返回的尝试都将失败。如果对象标记为 Serializable,则该对象将被自动序列化,并从一个应用程序域传输至另一个应用程序域,然后进行反序列化,从而在第二个应用程序域中产生出该对象的一个精确副本。此过程通常称为按值封送。

如果对象是从 MarshalByRefObject 派生得到,则从一个应用程序域传递至另一个应用程序域的是对象引用,而不是对象本身。也可以将从 MarshalByRefObject 派生得到的对象标记为 Serializable。远程使用此对象时,负责进行序列化并已预先配置为 SurrogateSelector 的格式化程序将控制序列化过程,并用一个代理替换所有从 MarshalByRefObject 派生得到的对象。如果没有预先配置为 SurrogateSelector,序列化体系结构将遵从下面的标准序列化规则(请参阅序列化过程的步骤)。

基本序列化
要使一个类可序列化,最简单的方法是使用 Serializable 属性对它进行标记,如下所示:

[Serializable]
public class MyObject ...{
public int n1 = 0;
public int n2 = 0;
public String str = null;
}
以下代码片段说明了如何将此类的一个实例序列化为一个文件:

MyObject obj =
new MyObject();
obj.n1 = 1;
obj.n2 = 24;
obj.str = "
一些字符串";
IFormatter formatter =
new BinaryFormatter();
Stream stream =
new FileStream("MyFile.bin", FileMode.Create,
FileAccess.Write, FileShare.None);
formatter.Serialize(stream, obj);
stream.Close();
本例使用二进制格式化程序进行序列化。您只需创建一个要使用的流和格式化程序的实例,然后调用格式化程序的 Serialize 方法。流和要序列化的对象实例作为参数提供给此调用。类中的所有成员变量(甚至标记为 private 的变量)都将被序列化,但这一点在本例中未明确体现出来。在这一点上,二进制序列化不同于只序列化公共字段的 XML 序列化程序。

将对象还原到它以前的状态也非常容易。首先,创建格式化程序和流以进行读取,然后让格式化程序对对象进行反序列化。以下代码片段说明了如何进行此操作。

IFormatter formatter =
new BinaryFormatter();
Stream stream =
new FileStream("MyFile.bin", FileMode.Open,
FileAccess.Read, FileShare.Read);
MyObject obj = (MyObject) formatter.Deserialize(fromStream);
stream.Close();

// 下面是证明
Console.WriteLine("n1: {0}", obj.n1);
Console.WriteLine("n2: {0}", obj.n2);
Console.WriteLine("str: {0}", obj.str);
上面所使用的 BinaryFormatter 效率很高,能生成非常紧凑的字节流。所有使用此格式化程序序列化的对象也可使用它进行反序列化,对于序列化将在 .NET 平台上进行反序列化的对象,此格式化程序无疑是一个理想工具。需要注意的是,对对象进行反序列化时并不调用构造函数。对反序列化添加这项约束,是出于性能方面的考虑。但是,这违反了对象编写者通常采用的一些运行时约定,因此,开发人员在将对象标记为可序列化时,应确保考虑了这一特殊约定。

<think>首先,用户要求我提供关于Java中的Serializable接口的详细解释。这意味着我需要参考用户提供的引用资料来构建一个全面、准确的回答。 回顾用户提供的引用: - 引用[1]提到Serializable接口在Java io中,用户最初有问题如序列化和反序列化的定义、为什么需要序列化、serialVersionUID的作用。 - 引用[2]重复了用户的问题:a) 什么是序列化和反序列化,b) 为什么实现Serializable接口,c) serialVersionUID的意义。 - 引用[3]是Java API文档:Serializable接口启用类的序列化,没有实现该接口的类状态不会被序列化或反序列化;所有子类自动可序列化;接口没有方法或字段,仅标识序列化语义。 - 引用[4]展示了一个代码示例,涉及不可序列化的父类Serial1和可序列化的子类Serial2,演示序列化机制使用ObjectOutputStream和ObjectInputStream,以及序列化时父类构造函数的问题。 - 引用[5]是另一个代码示例,序列化User对象,使用ObjectOutputStream,并提到transient关键字。 根据系统级指令: - 所有行内数学表达式必须用$...$,但这里主题是Java编程,没有数学表达式,所以不需要数学格式。 - 独立公式用$$...$$,同样不适用。 - LaTeX语法正确:确保文本中没有违规。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题:在回答后添加相关问题。 - 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题,尽量保证回答真实可靠。 用户可见层的额外要求: - 回答结构清晰,逐步解决问题。 - 参考站内引用:用户提供了多个引用编号[^1]到[^5],我需要在我的回答中引用这些来支持解释。 用户的问题:"我想获取关于Serializable的详细解释"。所以,我将构建一个详细的解释,覆盖序列化和反序列化的概念、为什么需要实现Serializable接口、serialVersionUID的作用、序列化机制(包括ObjectOutputStream和ObjectInputStream)、注意事项如transient关键字和父类问题。 结构大纲: 1. **介绍Serializable接口的背景**:它是java.io包中的接口,用于标识类可序列化。 2. **解释序列化和反序列化**: - 序列化:将对象状态转换为字节序列。 - 反序列化:将字节序列还原为对象状态。 3. **为什么需要实现Serializable接口**:为了允许对象在网络传输或持久化存储(如写入文件)时能被序列化。如果不实现,序列化操作会抛出NotSerializableException。 4. **serialVersionUID的作用**:用于版本控制;确保序列化和反序列化的类版本一致;如果省略,Java会自动生成一个,但可能导致反序列化失败。 5. **序列化机制**: - 使用ObjectOutputStream.writeObject()进行序列化。 - 使用ObjectInputStream.readObject()进行反序列化。 - 引用示例代码。 6. **关键点和注意事项**: - 所有字段默认被序列化,除非用transient关键字修饰。 - 序列化时,父类状态:如果父类不可序列化,子类序列化时父类有参构造函数会被调用以初始化状态;最好让父类也序列化或确保无问题。 - Serializable接口是标记接口(没有方法)。 7. **代码示例**:简要概括或引用提供的示例来说明过程。 在回答中,加入引用标识: - 例如,当解释概念时,引用[^2];当讨论API时,引用[^3];当提到代码时,引用[^4]或[^5]。 生成相关问题: - 在回答后添加§§相关问题§§部分,列出2-3个相关问题,比如: 1. 如何自定义序列化过程? 2. 序列化中的安全风险是什么? 3. 什么是Externalizable接口?它与Serializable的区别? 确保语言流畅、中文清晰。 </think>### Java Serializable 接口的详细解释 Serializable 接口是 Java 中一个关键的标记接口(marker interface),位于 `java.io` 包中,用于标识一个类的对象可以被序列化和反序列化[^1]。序列化是将对象状态转换为字节序列的过程,便于存储(如写入文件)或传输(如网络通信);反序列化则是将字节序列还原为原始对象状态的过程[^2]。以下我将基于用户提供的引用资料,逐步详细解释 Serializable 接口的核心概念、机制和注意事项。 #### 1. **序列化和反序列化的基本概念** - **序列化 (Serialization)**:将 Java 对象转换为字节序列的过程。例如,使用 `ObjectOutputStream` 将对象写入文件或网络流。序列化保存对象的字段值(包括基本类型和引用类型),但忽略静态字段和 transient 修饰的字段。 - **反序列化 (Deserialization)**:将字节序列还原为 Java 对象的过程。例如,使用 `ObjectInputStream` 从文件或流中读取字节并重建对象。 - **为什么需要序列化**:持久化存储(如保存到数据库或文件)和跨网络传输(如远程调用),例如在分布式系统中传递对象[^2]。 #### 2. **为什么需要实现 Serializable 接口** - Serializable 接口是一个空接口(没有定义任何方法),其作用仅是语义标记:告诉 JVM 该类的对象可以进行序列化。如果类未实现此接口,试图序列化其对象会抛出 `NotSerializableException`[^3]。 - 示例场景:假设有一个 User 类,需要保存到文件中。必须实现 Serializable 接口,否则序列化操作会失败: ```java public class User implements Serializable { // 字段定义 } ``` 如果不实现, `ObjectOutputStream.writeObject()` 方法会报错[^5]。 - **关键点**:Serializable 接口支持继承性。如果一个类实现了 Serializable,其所有子类也会自动可序列化;但父类如果没有实现 Serializable,序列化子类时可能涉及父类字段的初始化问题(见注意事项)[^3]。 #### 3. **serialVersionUID 的作用和设置** - **作用**:`serialVersionUID` 是一个私有静态长整型字段,用于版本控制。它确保序列化和反序列化的类定义兼容。如果反序列化时类的版本(UID)与序列化时的版本不一致,会抛出 `InvalidClassException`。 - **如何设置**: - **显式设置**:推荐手动定义,以避免 JVM 自动生成的 UID 因类结构变化(如添加字段)而变更。例如: ```java private static final long serialVersionUID = 1L; // 简单设置为 1L ``` 或使用一串数字(如基于类哈希计算的整数)。 - **隐式设置**:如果未声明 UID,JVM 会根据类结构自动生成一个。但类结构改变后可能导致反序列化失败[^2]。 #### 4. **序列化机制和代码示例** - **核心类**: - `ObjectOutputStream`: 负责序列化对象到输出流(如文件)。 - `ObjectInputStream`: 负责反序列化输入流到对象。 - **示例代码**:基于引用[^5],序列化一个 User 对象: ```java // 序列化过程 try (OutputStream outputStream = new FileOutputStream("user.txt"); ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream)) { User user = new User(); user.setName("柔弱女子爱java"); objectOutputStream.writeObject(user); // 序列化写入 } ``` 反序列化: ```java // 反序列化过程 try (InputStream inputStream = new FileInputStream("user.txt"); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream)) { User user = (User) objectInputStream.readObject(); // 还原对象 } ``` User 类必须实现 Serializable 接口,否则会报错。 - **注意事项**:序列化父类状态(引用[^4]示例): - 如果子类实现 Serializable 但父类未实现,序列化子类对象时: - 父类必须有可访问的无参构造函数(或保护/公共构造函数),否则反序列化会抛出异常。 - 父类字段不会自动序列化,反序列化时会调用父类构造函数初始化状态。 - 代码解读:在 Serial2(子类)序列化后,反序列化时父类 Serial1 的字段 `str` 初始化为构造函数中的值(如 "123")[^4]。 #### 5. **关键注意事项** - **transient 关键字**:修饰字段时,表示该字段不参与序列化。例如,敏感数据(如密码)可用 transient 避免泄露: ```java public class User implements Serializable { private transient String password; // 不会被序列化 } ``` 反序列化后,transient 字段会被设为默认值(如 null)[^5]。 - **性能和安全**:序列化可能暴露对象内部状态,引发安全风险(如敏感字段泄露)。建议使用自定义序列化(如覆盖 `writeObject()` 方法)或加密。 - **最佳实践**: - 总是显式声明 serialVersionUID。 - 确保所有可序列化类的字段也支持序列化(基本类型自动支持)。 - 避免序列化大型对象,以减少存储和传输开销[^3]。 Serializable 接口是 Java I/O 的核心部分,广泛应用于缓存、RPC 框架(如 gRPC)和持久化存储中[^1]。通过正确实现它,开发者能高效处理对象状态转换。
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