Java 物件序列化 NIO NIO2詳解

Java 物件序列化NIO NIO2詳細介紹及解析

#概要：

物件序列化

物件序列化機制允許把記憶體中的Java物件轉換成與平台無關的二進位流，從而可以保存到磁碟或進行網路傳輸，其它程式獲得這個二進位流後可以將其恢復成原來的Java對象。 序列化機制可以使物件可以脫離程式的運作而對立存在

序列化的意義與意義

序列化

序列化機制可以使物件可以脫離程式的運行而對立存在

序列化（Serialize）指將一個java物件寫入IO流中，與此對應的是，物件的反序列​​化（Deserialize）則指從IO流中恢復該java物件

如果需要讓某個物件可以支援序列化機制，必須讓它的類別是可序列化（serializable），為了讓某個類別可序列化的，必須實現如下兩個接口之一：

• Serializable：標記接口，實現該接口無須實現任何方法，只是表明該類的實例是可序列化的

• Externalizable
  

所有在網路上傳輸的物件都應該是可序列化的，否則將會出現異常；所有需要保存到磁碟裡的物件的類別都必須可序列化；程式創建的每個JavaBean類別都實作Serializable；

#使用物件流實作序列化

實作Serializable實作序列化的類，程式可以透過以下兩個步驟來序列化該物件：

1.建立一個ObjectOutputStream，這個輸出流是一個處理流，所以必須建立在其他節點流的基礎之上

// 创建个ObjectOutputStream输出流
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"));

2.呼叫ObjectOutputStream物件的writeObject方法輸出可序列化物件

// 将一个Person对象输出到输出流中
oos.writeObject(per);

定義一個NbaPlayer類，實作Serializable接口，該介面標識該類別的物件是可序列化的

public class NbaPlayer implements java.io.Serializable
{
  private String name;
  private int number;
  // 注意此处没有提供无参数的构造器!
  public NbaPlayer(String name, int number)
  {
    System.out.println("有参数的构造器");
    this.name = name;
    this.number = number;
  }

  // name的setter和getter方法
  public void setName(String name)
  {
    this.name = name;
  }
  public String getName()
  {
    return this.name;
  }

  // number的setter和getter方法
  public void setNumber(int number)
  {
    this.number = number;
  }
  public int getNumber()
  {
    return this.number;
  }
}

使用ObjectOutputStream將一個NbaPlayer物件寫入磁碟檔案

import java.io.*;

public class WriteObject
{
  public static void main(String[] args)
  {
    try(
      // 创建一个ObjectOutputStream输出流
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("object.txt")))
    {
      NbaPlayer player = new NbaPlayer("维斯布鲁克", 0);
      // 将player对象写入输出流
      oos.writeObject(player);
    }
    catch (IOException ex)
    {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

反序列化

從二進位流恢復Java對象，則需要使用反序列化，程式可以透過如下兩個步驟來序列化該物件：

1.建立一個ObjectInputStream輸入流，這個輸入流是一個處理流，所以必須建立在其他節點流的基礎之上

// 创建个ObjectInputStream输出流
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.txt"));

2.呼叫ObjectInputStream物件的readObject()方法讀取流中的對象，該方法傳回一個Object類型的Java對象，可進行強制類型轉換成其真實的類型

// 从输入流中读取一个Java对象，并将其强制类型转换为Person类
Person p = (Person)ois.readObject();

從object.txt檔案讀取NbaPlayer物件的步驟

import java.io.*;
public class ReadObject
{
  public static void main(String[] args)
  {
    try(
      // 创建一个ObjectInputStream输入流
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("object.txt")))
    {
      // 从输入流中读取一个Java对象，并将其强制类型转换为NbaPlayer类
      NbaPlayer player = (NbaPlayer)ois.readObject();
      System.out.println("名字为：" + player.getName()
        + "\n号码为：" + player.getNumber());
    }
    catch (Exception ex)
    {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

反序列化讀取的只是Java物件的數據，而不是Java類，因此採用反序列化恢復Java物件時，必須提供Java物件所屬的class文件，否則會引發ClassNotFoundException異常；反序列化機制無須透過建構器來初始化Java物件

如果使用序列化機制向檔案中寫入了多個Java對象，則使用反序列化機制來復原物件必須按照實際寫入的順序讀取。當一個可序列化類別有多個父類別時（包括直接父類別和間接父類別），這些父類別要么有無參的建構器，要么也是可序列化的—否則反序列化將拋出InvalidClassException異常。如果父類別是不可序列化的，只是帶有無參數的建構器，則該父類別定義的Field值不會被序列化到二進位流中

物件引用的序列化

如果某個類別的Field類型不是基本型別或String型，而是另一個參考型，那麼這個參考型別必須是可序列化的，否則有用該型別的Field的類別也是不可序列化的

public class AllStar implements java.io.Serializable
{
  private String name;
  private NbaPlayer player;
  public AllStar(String name, NbaPlayer player)
  {
    this.name = name;
    this.player = player;
  }
  // 此处省略了name和player的setter和getter方法

  // name的setter和getter方法
  public String getName()
  {
    return this.name;
  }

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

  // player的setter和getter方法
  public NbaPlayer getPlayer() 
  {
    return player;
  }

  public void setPlayer(NbaPlayer player) 
  {
    this.player = player;
  }
}

Java特殊的序列化演算法

• 所有儲存到磁碟中的物件都有一個序列化編號

• 當程式試圖序列化一個物件時，程式將先檢查該物件是否已經被序列化過，只有該物件從未（在本次虛擬中機）被序列化過，系統才會將該物件轉換成位元組序列並輸出

• 如果某個物件已經序列化過，程式將只是直接輸出一個序列化編號，而不是再次重新序列化該物件
  

#

import java.io.*;
public class WriteAllStar
{
  public static void main(String[] args)
  {
    try(
      // 创建一个ObjectOutputStream输出流
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("allStar.txt")))
    {
      NbaPlayer player = new NbaPlayer("詹姆斯哈登", 13);
      AllStar allStar1 = new AllStar("西部全明星", player);
      AllStar allStar2 = new AllStar("首发后卫", player);
      // 依次将四个对象写入输出流
      oos.writeObject(allStar1);
      oos.writeObject(allStar2);
      oos.writeObject(player);
      oos.writeObject(allStar2);
    }
    catch (IOException ex)
    {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

4個寫入輸出流的對象，實際上只序列化了3個，而且序列的兩個AllStar物件的player引用實際上是同一個NbaPlayer物件。以下程式讀取序列化檔案中的物件

import java.io.*;
public class ReadAllStar
{
  public static void main(String[] args)
  {
    try(
      // 创建一个ObjectInputStream输出流
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("allStar.txt")))
    {
      // 依次读取ObjectInputStream输入流中的四个对象
      AllStar star1 = (AllStar)ois.readObject();
      AllStar star2 = (AllStar)ois.readObject();
      NbaPlayer player = (NbaPlayer)ois.readObject();
      AllStar star3 = (AllStar)ois.readObject();
      // 输出true
      System.out.println("star1的player引用和player是否相同："
        + (star1.getPlayer() == player));
      // 输出true
      System.out.println("star2的player引用和player是否相同："
        + (star2.getPlayer() == player));
      // 输出true
      System.out.println("star2和star3是否是同一个对象："
        + (star2 == star3));
    }
    catch (Exception ex)
    {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

如果多次序列化同一個可變Java物件時，只有第一次序列化時才會把該Java物件轉換成位元組序列並輸出

当使用Java序列化机制序列化可变对象时，只有第一次调用WriteObject()方法来输出对象时才会将对象转换成字节序列，并写入到ObjectOutputStream；即使在后面程序中，该对象的实例变量发生了改变，再次调用WriteObject()方法输出该对象时，改变后的实例变量也不会被输出

import java.io.*;

public class SerializeMutable
{
  public static void main(String[] args)
  {

    try(
      // 创建一个ObjectOutputStream输入流
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("mutable.txt"));
      // 创建一个ObjectInputStream输入流
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("mutable.txt")))
    {
      NbaPlayer player = new NbaPlayer("斯蒂芬库里", 30);
      // 系统会player对象转换字节序列并输出
      oos.writeObject(player);
      // 改变per对象的name实例变量
      player.setName("塞斯库里");
      // 系统只是输出序列化编号，所以改变后的name不会被序列化
      oos.writeObject(player);
      NbaPlayer player1 = (NbaPlayer)ois.readObject();  //①
      NbaPlayer player2 = (NbaPlayer)ois.readObject();  //②
      // 下面输出true，即反序列化后player1等于player2
      System.out.println(player1 == player2);
      // 下面依然看到输出"斯蒂芬库里"，即改变后的实例变量没有被序列化
      System.out.println(player2.getName());
    }
    catch (Exception ex)
    {
      ex.printStackTrace();
    }
  }
}

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