Java 序列化与反序列化

序列化与反序列化详解
于 2018-01-30 06:17:34 发布
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文章标签： java json 开发工具
原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000013052960
本文详细介绍了序列化和反序列化的概念及其在Java中的应用。解释了序列化的主要用途，包括对象持久化和远程通信。同时深入探讨了serialVersionUID的作用及其实现方法。

一、序列化和反序列化的概念

把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化；把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。

对象的序列化主要有两种用途：

1） 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；

2） 在网络上传送对象的字节序列。

   在很多应用中，需要对某些对象进行序列化，让它们离开内存空间，入住物理硬盘，以便长期保存。比如最  
   
   常见的是Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存
   
   可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原
   
   到内存中。

   当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列
   
   的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字
   
   节序列再恢复为Java对象。

二、JDK类库中的序列化API

  ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序
  
  列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。

  ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反         
  
  序列化为一个对象，并将其返回。

  只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 
  
   Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现
   
   Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。

对象序列化包括如下步骤：

1） 创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；

2） 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。

对象反序列化的步骤如下：

1） 创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；

2） 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。

对象序列化和反序列示例：

定义一个Person类，实现Serializable接口

import java.io.Serializable;  

public class Person implements Serializable {  

private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;  
private int age;  
private String name;  
private String sex;  

public int getAge() {  
    return age;  
}  

public void setAge(int age) {  
    this.age = age;  
}  

public String getName() {  
    return name;  
}  

public void setName(String name) {  
    this.name = name;  
}  

public String getSex() {  
    return sex;  
}  

public void setSex(String sex) {  
    this.sex = sex;  
}

}

序列化和反序列化Person类对象

import java.io.*;  
import java.text.MessageFormat;  

public class TestObjSerializeAndDeserialize {  

public static void main(String[] args) throws Exception {  
    SerializePerson();//序列化Person对象  
    Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象  
    System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",  
            p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));  
}  


private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException, IOException {  
    Person person = new Person();  
    person.setName("gacl");  
    person.setAge(25);  
    person.setSex("男");  
// ObjectOutputStream 对象输出流，将Person对象存储到E盘的Person.txt文件中，完成对Person对象的序列化操作  
    ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("E:/Person.txt")));  
    oo.writeObject(person);  
    System.out.println("Person对象序列化成功！");  
    oo.close();  
}  

private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {  
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("E:/Person.txt")));  
    Person person = (Person) ois.readObject();  
    System.out.println("Person对象反序列化成功！");  
    return person;  
}

}

代码运行结果如下：

 序列化Person成功后在E盘生成了一个Person.txt文件，而反序列化Person是读取E盘的Person.txt后生成了
 
 一个Person对象

三、serialVersionUID的作用

s​e​r​i​a​l​V​e​r​s​i​o​n​U​I​D​:​ ​字​面​意​思​上​是​序​列​化​的​版​本​号​，凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本

标识符的静态变量

private static final long serialVersionUID

如何实现序列化生成serialVersionUID?

1）在eclipse环境下，实现Serializable接口的类假设类中没有加入serialVersionUID。那么就会出现例如以下的警告提示

clipboard.png

用鼠标点击就会弹出生成serialVersionUID的对话框。例如以下图所看到的：

clipboard.png

serialVersionUID有两种生成方式：

 采用这样的方式生成的serialVersionUID是1L，比如：


 private static final long serialVersionUID = 1L;
 采用这样的方式生成的serialVersionUID是依据类名，接口名。方法和属性等来生成的，比如：


 private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;

加入了之后就不会出现那个警告提示了。例如以下所看到的：

clipboard.png

2）在AndroidStudio开发环境下面，需要进行相关配置才能自动生成SerialVersionUID：

步骤一：File->setting->Inspections->Serializationissues，将其展开后将


serialzableclasswithout"serialVersionUID"打上勾；

如下图:

clipboard.png

步骤二：将光标放到已经implements Serializable的实体类上，按alt+回车就可以出现生成序列版本ID的对话框了。

clipboard.png

那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢，我们用如下的例子来说明一下serialVersionUID的作用，
下面的代码：**

public class TestSerialVersionUID {  
public static void main(String[] args) throws Exception {  
    SerializeCustomer();// 序列化Customer对象  
    Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象  
    System.out.println(customer);  
}  

private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException, IOException {  
    Customer customer = new Customer("gacl", 25);  
    // ObjectOutputStream 对象输出流  
    ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(  
            new File("E:/Customer.txt")));  
    oo.writeObject(customer);  
    System.out.println("Customer对象序列化成功！");  
    oo.close();  
}  

private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {  
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(  
            new File("E:/Customer.txt")));  
    Customer customer = (Customer) ois.readObject();  
    System.out.println("Customer对象反序列化成功！");  
    return customer;  
}  

}  

class Customer implements Serializable {  
//Customer类中没有定义serialVersionUID  
private String name;  
private int age;  

public Customer(String name, int age) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
}  
@Override  
public String toString() {  
    return "name=" + name + ", age=" + age;  
}  
}

运行结果：

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类，添加多一个sex属性，如下：

class Customer implements Serializable {  

//Customer类中没有定义serialVersionUID  
private String name;  
private int age;  
//新添加的sex属性  
private String sex;  

public Customer(String name, int age) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
}  

public Customer(String name, int age, String sex) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
    this.sex = sex;  
}  

@Override  
public String toString() {  
    return "name=" + name + ", age=" + age;  
}

}

然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; local class 

incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, local class 

serialVersionUID =  -5182532647273106745

意思就是说，文件流中的class和classpath中的class， 也就是修改过后的class，不兼容了，处于安全机制

考虑，程序抛出了错误，并且拒绝载入。那么如果我们真的有需求要在序列化后添加一个字段或者方法呢？应

该怎么办？那就是自己去指定serialVersionUID。在TestSerialversionUID例子中，没有指定Customer类

的serialVersionUID的，那么java编译器会自动给这个class进行一个摘要算法，类似于指纹算法，只要这个

文件 多一个空格，得到的UID就会截然不同的，可以保证在这么多类中，这个编号是唯一的。所以，添加了一

个字段后，由于没有显指定 serialVersionUID，编译器又为我们生成了一个UID，当然和前面保存在文件中

的那个不会一样了，于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此，只要我们自己指定了

serialVersionUID，就可以在序列化后，去添加一个字段，或者方法，而不会影响到后期的还原，还原后的对

象照样可以使用，而且还多了方法或者属性可以用。

下面继续修改Customer类，给Customer指定一个serialVersionUID，修改后的代码如下：

class Customer implements Serializable {  

private static final long serialVersionUID = -3907552831844917246L;  

//Customer类中没有定义serialVersionUID  
private String name;  
private int age;  
//新添加的sex属性  
//  private String sex;  

public Customer(String name, int age) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
}  

//    public Customer(String name, int age, String sex) {  
//        this.name = name;  
//        this.age = age;  
//        this.sex = sex;  
//    }  

@Override  
public String toString() {  
    return "name=" + name + ", age=" + age;  
}  
}

重新执行序列化操作，将Customer对象序列化到本地硬盘的Customer.txt文件存储，然后修改Customer类，添加

sex属性，修改后的Customer类代码如下：

class Customer implements Serializable {  

private static final long serialVersionUID = -3907552831844917246L;  

//Customer类中没有定义serialVersionUID  
private String name;  
private int age;  
//新添加的sex属性  
private String sex;  

public Customer(String name, int age) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
}  

public Customer(String name, int age, String sex) {  
    this.name = name;  
    this.age = age;  
    this.sex = sex;  
}  

@Override  
public String toString() {  
    return "name=" + name + ", age=" + age;  
}

}
执行反序列操作，这次就可以反序列成功了。　

四、serialVersionUID的取值

serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重

新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。

类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有

可能会导致不同的 serialVersionUID，也有

可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定义 

serialVersionUID，为它赋予明确的值。

显式地定义serialVersionUID有两种用途：

1、 在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；

2、 在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同serialVersionUID。

SerializeUtil 工具类

  import java.io.ByteArrayInputStream;
  import java.io.ByteArrayOutputStream;
  import java.io.Closeable;
  import java.io.IOException;
  import java.io.ObjectInputStream;
  import java.io.ObjectOutputStream;

  import net.sf.json.JSONObject;

  /**
   * Java原生版的 Serialize
   * 
   */
  @SuppressWarnings("unchecked")
  public class SerializeUtil {
      static final Class<?> CLAZZ = SerializeUtil.class;
      
      public static byte[] serialize(Object value) {
          if (value == null) { 
              throw new NullPointerException("Can't serialize null");
          }
          byte[] rv = null;
          ByteArrayOutputStream bos = null;
          ObjectOutputStream os = null;
          try {
              bos = new ByteArrayOutputStream();
              os = new ObjectOutputStream(bos);
              os.writeObject(value);
              os.close();
              bos.close();
              rv = bos.toByteArray();
          } catch (Exception e) {
              LoggerUtils.fmtError(CLAZZ,e, "serialize error %s", 
              
               JSONObject.fromObject(value));
    } finally {
        close(os);
        close(bos);
    }
    return rv;
}


public static Object deserialize(byte[] in) {
    return deserialize(in, Object.class);
}

public static <T> T deserialize(byte[] in, Class<T>...requiredType) {
    Object rv = null;
    ByteArrayInputStream bis = null;
    ObjectInputStream is = null;
    try {
        if (in != null) {
            bis = new ByteArrayInputStream(in);
            is = new ObjectInputStream(bis);
            rv = is.readObject();
        }
    } catch (Exception e) {
         LoggerUtils.fmtError(CLAZZ,e, "serialize error %s", in);
    } finally {
        close(is);
        close(bis);
    }
    return (T) rv;
}

private static void close(Closeable closeable) {
    if (closeable != null)
        try {
            closeable.close();
        } catch (IOException e) {
             LoggerUtils.fmtError(CLAZZ, "close stream error");
        }
      }

  }

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