13.Java 基礎 - 序列化

基本概念

#在介紹序列化之前，首先要知道以下幾個概念：

• 非持久化：對於存在JVM（Java 虛擬機）的對象，其內部的狀態只能保持在記憶體中，一旦JVM 停止工作，內部的狀態也就消失了，所以它是非持久化的。

• 持久化：如果想要永久的保存物件（即持久化），通常的作法是將其儲存到檔案或資料庫。

• 序列化：在Java 中想要實現物件的持久化，就需要將其序列化，透過序列化，可以很容易的將JVM 中的活動物件轉換成位元組數組（流）進行儲存。

• 反序列化：將檔案或資料庫中的位元組陣列（流）轉換成 JVM的活動物件。

在 Java 中，類別可以透過實作 Serializable、Externalizable 介面來序列化。

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Serializable

類別一旦實作了 Serializable 接口，表示它可以被序列化。

特定的序列化/反序列化操作則需要透過物件流（ObjectOutputStream /ObjectInputStream ）實現。

下面來看具體的例子：

class Person implements Serializable {    
private String name;    
private int age;    
public Person(String name ,int age){        
this.name = name;        
this.age =age;
    }    
    public String getName() {        
    return name;
    }    public int getAge() {        
    return age;
    }    
    @Override
    public String toString() {        
    return "name is " + name + " , age is " + age;
    }
}public class Test {

    private final static String TEMPFILE = "E:" + File.separator + "test.txt";    
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("test",100);

        write(person);        // 关键 -> 序列化之后重新对对象进行赋值
        person = new Person("hello",999);

        read(person);        // 输出结果：
        // name is test , age is 100，序列化成功
        // 反序列化成功，name is test , age is 100
    }    // 通过 ObjectOutputStream 进行对象的序列化操作
    private static void write(Person person) {        try {
            ObjectOutputStream oos = 
                new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(TEMPFILE));
            oos.writeObject(person);
            oos.close();
            System.out.println(person+"，序列化成功");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }    // 通过 ObjectInputStream 进行对象的反序列化操作
    private static void read(Person person) {        try {
            ObjectInputStream ois = 
                new ObjectInputStream(new FileInputStream(TEMPFILE));
            person = (Person) ois.readObject();
            ois.close();
            System.out.println("反序列化成功.，"+person);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

觀察輸出結果，我們在物件序列化之後重新對其賦值，而透過反序列化的結果依然與物件序列化之前的值一致，這也間接證明物件被永久的儲存下來，實現了持久化。

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序列化失敗

序列化失敗，有兩種情況：不想被序列化、無法被序列化。

• 在類別中，被關鍵字 transient、static 修飾的成員變量，表示自己不想被序列化。它會導致局部序列化失敗。

• 在類別中，存在成員變數是 Thead 類型，則該類別無法被序列化，它的影響是整體的。

下面來看這幾種情況：

1.transient

但凡變數被其修飾時，表示該參數是瞬態的，不想被序列化（不是無法序列化）。

// 序列化过程、调用过程与上述例子一致，省略代码...
// 这里只对内部类 Person 的 age 属性进行修改class Person implements Serializable {    
// 用 transient 修该变量
    private transient int age;    
    // 省略部分代码...}
    // 调用后的输出结果：
    // name is test , age is 100，序列化成功
    // 反序列化成功.，name is test , age is 0

觀察輸出結果，發現序列化之前 age 的是 100，而透過反序列化讀取的 age 為 0。

int 類型的參數初始值為 0，這也正說明了該參數沒有被序列化。

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2.static

但凡被其修飾的變數代表全域變量，在存取全域變數時可以不依賴類別物件。而序列化的操作是為了保存物件。正是由於此特性與序列化的矛盾，導致全域變數預設不被序列化（不是無法序列化）。

// 序列化过程、调用过程与上述例子一致，省略代码...
// 这里只对内部类 Person 的 name 属性进行修改class Person implements Serializable {    
// 用 static 修该变量
    private static String name;    
    // 省略部分代码...}
    // 输出结果：
    // name is test , age is 100，序列化成功//反序列化成功.，name is hello , age is 100

觀察輸出結果，發現 name 的值為 hello，不是序列化之前的 test。

前後值不一樣說明其沒有被序列化。又因為 static 的特性是與類別有關，該變數序列化操作之後被重新賦值了，導致其值不是 null，而是 hello。

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3.Thread

如果物件的成員變數含有 Thread 類型，是無法被序列化的。

// 序列化过程、调用过程与上述例子一致，省略代码...
// 这里只对内部类 Person 的 name 属性进行修改class Person implements Serializable {    
//新增成员变量
    private Thread myThread = new Thread();    
    //省略部分代码...}
    // 输出结果（抛出异常）：
    // Caused by: java.io.NotSerializableException: java.lang.Thread

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自訂序列化

上面介紹了序列化失敗的情況，那如果某些情況非要實現序列化呢（例如一定要實現全域變數的序列化）。那麼就需要在類別中自訂序列化/反序列化過程，來看下面這個範例：

// 序列化操作代码与上面一致...
// 这里只对内部类 Person 的属性进行修改。class Person implements Serializable {    
private static String name;    
private transient int age;    
// 自定义序列化操作
    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException{
       out.defaultWriteObject(); 
       out.writeObject(name);
       out.writeInt(age);

    }    // 自定义反序列化操作
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException{ 
        in.defaultReadObject();
        name = (String) in.readObject();
        age = in.readInt();
    }    
    // 省略部分代码...}
    // 输出结果：
    // name is test , age is 100，序列化成功
    // 反序列化成功，name is test , age is 100

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#Externalizable

##類別透過實作Externalizable接口，也表示它可以被序列化，但它有兩個限制：

• 介面強制實作了

  writeExternal 和readExternal 方法用於自訂序列化與反序列化過程。

• 要求該類別中必須含有

  無參考建構子。

同時由於它的序列化過程是定義在公共方法中的，所以不安全。

來看下面的範例：

// 序列化操作代码与上面一致，这里只对内部类 Person 的进行修改。
class Person implements Externalizable {    private static  String name;    private transient int age;    // 重点 ->必须有无参构造函数
    public Person(){

    }    
    public Person(String name ,int age){        
    this.name = name;        
    this.age =age;
    }    
    public String getName() {        
    return name;
    }    
    public int getAge() {        
    return age;
    }    
    @Override
    public String toString() {        
    return "name is " + name + " , age is " + age;
    }    
    // 实现接口的方法
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(name);
        out.writeInt(age);  

    }    
    // 实现接口的方法
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        name = (String) in.readObject();
        age = in.readInt();
    }
}
// 输出结果：
// name is test , age is 100，序列化成功
// 反序列化成功，name is test , age is 100

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serialVersionUID

1.概念

serialVersionUID，即序列化版本號。

它的作用是：在序列化時保持版本的相容性，即在版本升級時反序列化仍保持物件的唯一性。

對於產生serialVersionUID，共有兩種方式：

• 一種是固定值：1L

• 一種是經過JVM 計算，不同的JVM 採取的計算演算法可能不同。

對於採用JVM 產生的方式，它具有以下特點：

• #若物件的程式碼保持不變時，多次產生的serialVersionUID也是不變的。

• 當對

  方法進行修改時，serialVersionUID**不變**。

• 當物件的

  屬性進行修改時，重新產生的serialVersionUID**會改變**。

因此说明序列化是作用于对象属性上的。

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2.实例

下面通过实例来探究下 serialVersionUID 的具体作用：

• 首先我们对对象进行序列化操作（这里取消了反序列化的操作）

// 序列化操作代码与上面例子一致...// 这里取消了反序列化的操作public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person("test",100);
    write(person);
    person = new Person("java", 200);    //read(person);}

• 然后新增一个对象的属性，再进行反序列化操作

// 省略部分代码，与上面的代码一致...class Person implements Serializable {    private String name;    private age;    //新增成员变量
    private int phone;    //省略部分代码...

    }
}public static void main(String[] args) {
    Person person = new Person("test",100);    //write(person);
    person = new Person("java", 200);
    read(person);
}// 输出结果（抛出异常）：// java.io.InvalidClassException: Person;

观察代码，在序列化对象并没有添加 serialVersionUID 的情况，在对象序列化之后如果改变了对象的属性，反序列化就会抛出异常。如果对象添加了 serialVersionUID 就不会出现这种情况，这里就不验证了。

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