Was sind Java-Serialisierung und Deserialisierung? Implementierungsmethoden der Java-Serialisierung und -Deserialisierung

Was bringt Ihnen dieser Artikel über die Java-Serialisierung und -Deserialisierung? Die Implementierungsmethoden der Java-Serialisierung und -Deserialisierung haben einen gewissen Referenzwert. Ich hoffe, dass sie für Sie hilfreich sind.

Serialisierung und Deserialisierung sind ein relativ grundlegender Wissenspunkt in Java, aber ich glaube, dass viele Leute nur ein paar Sätze verstehen oder es sogar nicht verstehen, wenn man tiefer gräbt und fragt, wie man es implementiert Java-Serialisierung und -Deserialisierung können überwältigend sein! Ich weiß nicht, wie ich erklären soll, was Serialisierung ist, was Deserialisierung ist, in welchen Szenarien sie verwendet wird usw. Der Interviewer sagte: Wissen Sie, wie die zugrunde liegende Serialisierung und Deserialisierung implementiert wird? Lassen Sie uns einige Dinge über Serialisierung und Deserialisierung besprechen.

Zunächst müssen wir die konzeptionellen Dinge klären, was Serialisierung und Deserialisierung sind:

Java ist der Prozess der Konvertierung von Java-Objekten in Bytesequenzen, und Java-Deserialisierung ist Bezieht sich auf den Prozess der Wiederherstellung einer Bytesequenz in einem Java-Objekt.

Serialisierung: Die Hauptfunktion der Objektserialisierung besteht darin, die Integrität und Zustellbarkeit von Objekten beim Übertragen und Speichern von Objekten sicherzustellen. Bei der Serialisierung wird ein Objekt in einen geordneten Bytestrom zur Übertragung im Netzwerk oder zum Speichern in einer lokalen Datei umgewandelt. Der serialisierte Bytestrom speichert den Status des Java-Objekts und zugehörige Beschreibungsinformationen. Die Kernfunktion des Serialisierungsmechanismus ist die Erhaltung und Rekonstruktion des Objektzustands.

Deserialisierung: Nachdem der Client den serialisierten Objekt-Byte-Stream aus der Datei oder dem Netzwerk erhalten hat, rekonstruiert er das Objekt durch Deserialisierung basierend auf dem Objektstatus und den im Byte-Stream gespeicherten Beschreibungsinformationen.

Im Wesentlichen besteht die Serialisierung darin, den Zustand des Entitätsobjekts in einen geordneten Bytestrom in einem bestimmten Format zu schreiben, und die Deserialisierung besteht darin, das Objekt aus dem geordneten Bytestrom zu rekonstruieren und den Objektzustand wiederherzustellen. Es ähnelt dem Konzept der Dateikomprimierung und -dekomprimierung.

Warum Serialisierung und Deserialisierung notwendig sind:

Wir wissen, dass Prozesse, wenn sie aus der Ferne kommunizieren, verschiedene Arten von Daten aneinander senden können, darunter Text, Bilder, Audio, Video usw . und diese Daten werden im Netzwerk in Form von Binärsequenzen übertragen.

Kann also eine Objektübertragung zwischen Prozessen erreicht werden, wenn zwei Java-Prozesse kommunizieren? Die Antwort ist ja, also wie geht das? Dies erfordert Java-Serialisierung und -Deserialisierung

Mit anderen Worten: Der Sender muss dieses Java-Objekt in eine Bytesequenz umwandeln und es dann im Netzwerk übertragen, andererseits muss der Empfänger die Bytesequenz in umwandeln eine Bytefolge. Java-Objekte aus einer Folge von Abschnitten wiederherstellen.

Nachdem wir herausgefunden haben, warum Java-Serialisierung und -Deserialisierung erforderlich sind, denken wir natürlich über die Vorteile der Java-Serialisierung nach.

Erstens wird die Persistenz der Daten durch Serialisierung (normalerweise in einer Datei) erreicht.

Die zweite besteht darin, die Serialisierung zu verwenden, um eine Fernkommunikation zu erreichen, dh die Bytesequenz von Objekten im Netzwerk zu übertragen.

Im Allgemeinen kann es wie folgt zusammengefasst werden:

(1) Speichern Sie das Objekt dauerhaft und speichern Sie die Bytesequenz des Objekts in einer lokalen Datei oder Datenbank
( 2) Objekte werden im Netzwerk in Form von Byteströmen durch Serialisierung übertragen. (3) Objekte werden durch Serialisierung zwischen Prozessen übertragen.

Der Serialisierungsalgorithmus führt im Allgemeinen die folgenden Schritte aus :

(1) Geben Sie die Klassenmetadaten aus, die sich auf die Objektinstanz beziehen.

(2) Geben Sie die Superklassenbeschreibung der Klasse rekursiv aus, bis keine Superklassen mehr vorhanden sind.
(3) Nach Abschluss der Klassenmetadaten werden die tatsächlichen Datenwerte der Objektinstanz ausgehend von der Oberklasse der obersten Ebene ausgegeben.
(4) Instanzdaten rekursiv von oben nach unten ausgeben

Wie implementiert man also Serialisierung und Deserialisierung in Java?

1: Serialisierungs- und Deserialisierungs-API in der JDK-Klassenbibliothek

(1) java.io.ObjectOutputStream: stellt den Objektausgabestream dar;

seine Methode writeObject(Object obj). kann das durch den Parameter angegebene obj-Objekt serialisieren und die erhaltene Bytesequenz in einen Zielausgabestream schreiben

(2) java.io.ObjectInputStream: stellt den Objekteingabestream dar;

Sein readObject; ()-Methode liest Bytesequenzen aus dem Quelleingabestream, deserialisiert sie in ein Objekt und gibt es zurück

2: Anforderungen für die Implementierung der Serialisierung

Nur ​​Objekte von Klassen, die Serializable oder Externalizable implementieren Die Schnittstelle kann serialisiert werden, andernfalls wird eine Ausnahme ausgelöst!

Drei: Methoden zur Implementierung der Java-Objektserialisierung und -Deserialisierung

Angenommen, eine Benutzerklasse, deren Objekte serialisiert werden müssen, kann die folgenden drei Methoden haben:

(1) Wenn die User-Klasse nur die Serializable-Schnittstelle implementiert, kann sie auf folgende Weise serialisiert und deserialisiert werden:

ObjectOutputStream verwendet die Standard-Serialisierungsmethode, um die nichtflüchtigen Instanzvariablen des User-Objekts zu serialisieren.

ObjcetInputStream verwendet die Standard-Deserialisierungsmethode, um nicht-transiente Instanzvariablen des Benutzerobjekts zu deserialisieren.

(2) Wenn die User-Klasse nur die Serializable-Schnittstelle implementiert und außerdem readObject (ObjectInputStream in) und writeObject (ObjectOutputSteam out) definiert, werden die folgenden Methoden zur Serialisierung und Deserialisierung verwendet.

ObjectOutputStream调用User对象的writeObject(ObjectOutputStream out)的方法进行序列化。 
ObjectInputStream会调用User对象的readObject(ObjectInputStream in)的方法进行反序列化。

（3）若User类实现了Externalnalizable接口，且User类必须实现readExternal(ObjectInput in)和writeExternal(ObjectOutput out)方法，则按照以下方式进行序列化与反序列化。

ObjectOutputStream调用User对象的writeExternal(ObjectOutput out))的方法进行序列化。 
ObjectInputStream会调用User对象的readExternal(ObjectInput in)的方法进行反序列化。

四 ：JDK类库中序列化的步骤

1  . 创建一个对象输出流，可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：

ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\os.out"));

2  . 通过对象输出流的writeObject()方法写对象：

os.writeObject(new User("zhangsan", "123456", "male"));

五  ： JDK类库中反序列化的步骤

1  . 创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：

ObjectInputStream ois= new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.out"));

2  .通过对象输出流的readObject()方法读取对象：

User user = (User) ois.readObject();

为保证正确读取数据，完成反序列化，必须保证向对象输出流写对象的顺序与从对象输入流中读对象的顺序一致。

举个栗子：

public class SerialDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //序列化
        FileOutputStream outputos = new FileOutputStream("object.out");
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(outputos );
        User user1 = new User("zhangsan", "123456", "male");
        oos.writeObject(user1);
        oos.flush();
        oos.close();
        //反序列化
        FileInputStream inputos= new FileInputStream("object.out");
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(inputos);
        User user2 = (User) ois.readObject();
        System.out.println(user2.getUserName()+ " " + 
            user2.getPassword() + " " + user2.getSex());
        //反序列化的输出结果为：zhangsan123456 male
    }
}

public class User implements Serializable {
    private String userName;
    private String password;
    private String sex;
    //全参构造方法、get和set方法
}

  

相关的注意事项：

1、序列化时，只对对象的状态进行保存，而不管对象的方法；

2、当一个父类实现序列化，子类自动实现序列化，不需要显式实现Serializable接口；

3、当一个对象的实例变量引用其他对象，序列化该对象时也把引用对象进行序列化；

4、并非所有的对象都可以序列化，至于为什么不可以，有很多原因了，比如：

安全方面的原因，比如一个对象拥有private，public等field，对于一个要传输的对象，比如写到文件，或者进行RMI传输等等，在序列化进行传输的过程中，这个对象的private等域是不受保护的；

资源分配方面的原因，比如socket，thread类，如果可以序列化，进行传输或者保存，也无法对他们进行重新的资源分配，而且，也是没有必要这样实现；

5、声明为static和transient类型的成员数据不能被序列化。因为static代表类的状态，transient代表对象的临时数据。

6、序列化运行时使用一个称为 serialVersionUID 的版本号与每个可序列化类相关联，该序列号在反序列化过程中用于验证序列化对象的发送者和接收者是否为该对象加载了与序列化兼容的类。为它赋予明确的值。显式地定义serialVersionUID有两种用途：

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；

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的serialVersionUID。

7、Java有很多基础类已经实现了serializable接口，比如String,Vector等。但是也有一些没有实现serializable接口的；

8、如果一个对象的成员变量是一个对象，那么这个对象的数据成员也会被保存！这是能用序列化解决深拷贝的重要原因；

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