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详细解析Java的序列化与反序列化,建议收藏观看

本文是关于java序列化与反序列化的详细解析文,序列化是一种对象持久化的手段,希望看完这篇文章能够对大家有所帮助,下面是详细内容。


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Java允许我们在内存中创建可复用的Java对象,但在一般情况下,只有当JVM处于运行时,这些对象才可能存在,即,这些对象的生命周期不会比JVM的生命周期更长。但在现实应用中,就可能要求在JVM停止运行之后能够保存(持久化)指定的对象,并在将来重新读取被保存的对象。Java对象序列化就能够帮助我们实现该功能。


使用Java对象序列化,在保存对象时,会把其状态保存为一组字节,在未来,再将这些字节组装成对象。必须注意地是,对象序列化保存的是对象的”状态”,即它的成员变量。由此可知,对象序列化不会关注类中的静态变量。


除了在持久化对象时会用到对象序列化之外,当使用RMI(远程方法调用),或在网络中传递对象时,都会用到对象序列化。Java序列化API为处理对象序列化提供了一个标准机制,该API简单易用。


对Java对象进行序列化与反序列化


在Java中,只要一个类实现了java.io.Serializable接口,那么它就可以被序列化。这里先来一段代码:


code 1 创建一个User类,用于序列化及反序列化


package com.hollis;import java.io.Serializable;import java.util.Date;/**
 * Created by hollis on 16/2/2.
 */public class User implements Serializable{    private String name;    private int age;    private Date birthday;    private transient String gender;    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;    public String getName() {        return name;
    }    public void setName(String name) {        this.name = name;
    }    public int getAge() {        return age;
    }    public void setAge(int age) {        this.age = age;
    }    public Date getBirthday() {        return birthday;
    }    public void setBirthday(Date birthday) {        this.birthday = birthday;
    }    public String getGender() {        return gender;
    }    public void setGender(String gender) {        this.gender = gender;
    }    @Override
    public String toString() {        return "User{" +                "name='" + name + ''' +
                ", age=" + age +
                ", gender=" + gender +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}


code 2 对User进行序列化及反序列化的Demo


package com.hollis;import org.apache.commons.io.FileUtils;import org.apache.commons.io.IOUtils;import java.io.*;import java.util.Date;/**
 * Created by hollis on 16/2/2.
 */
public class SerializableDemo {
 
    public static void main(String[] args) {
        //Initializes The Object
        User user = new User();
        user.setName("hollis");
        user.setGender("male");
        user.setAge(23);
        user.setBirthday(new Date());
        System.out.println(user);
 
        //Write Obj to File
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
            oos.writeObject(user);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(oos);
        }
 
        //Read Obj from File
        File file = new File("tempFile");
        ObjectInputStream ois = null;
        try {            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
            User newUser = (User) ois.readObject();
            System.out.println(newUser);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(ois);
            try {
                FileUtils.forceDelete(file);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
 
    }
}
//output 
//User{name='hollis', age=23, gender=male, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}
//User{name='hollis', age=23, gender=null, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}


序列化及反序列化相关知识


1、在Java中,只要一个类实现了java.io.Serializable接口,那么它就可以被序列化。


2、通过ObjectOutputStream和ObjectInputStream对对象进行序列化及反序列化


3、虚拟机是否允许反序列化,不仅取决于类路径和功能代码是否一致,一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致(就是 private static final long serialVersionUID)


4、序列化并不保存静态变量。


5、要想将父类对象也序列化,就需要让父类也实现Serializable 接口。


6、Transient 关键字的作用是控制变量的序列化,在变量声明前加上该关键字,可以阻止该变量被序列化到文件中,在被反序列化后,transient 变量的值被设为初始值,如 int 型的是 0,对象型的是 null。


7、服务器端给客户端发送序列化对象数据,对象中有一些数据是敏感的,比如密码字符串等,希望对该密码字段在序列化时,进行加密,而客户端如果拥有解密的密钥,只有在客户端进行反序列化时,才可以对密码进行读取,这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。


ArrayList的序列化


在介绍ArrayList序列化之前,先来考虑一个问题:


如何自定义的序列化和反序列化策略


带着这个问题,我们来看java.util.ArrayList的源码


code 3


public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
    private int size;
}


此处省略了其他成员变量,从上面的代码中可以知道ArrayList实现了java.io.Serializable接口,那么我们就可以对它进行序列化及反序列化。因为elementData是transient的,所以我们认为这个成员变量不会被序列化而保留下来。我们写一个Demo,验证一下我们的想法:


code 4


public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        List<String> stringList = new ArrayList<String>();
        stringList.add("hello");
        stringList.add("world");
        stringList.add("hollis");
        stringList.add("chuang");
        System.out.println("init StringList" + stringList);
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("stringlist"));
        objectOutputStream.writeObject(stringList);
 
        IOUtils.close(objectOutputStream);
        File file = new File("stringlist");
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
        List<String> newStringList = (List<String>)objectInputStream.readObject();
        IOUtils.close(objectInputStream);
        if(file.exists()){
            file.delete();
        }
        System.out.println("new StringList" + newStringList);
    }
//init StringList[hello, world, hollis, chuang]//new StringList[hello, world, hollis, chuang]


了解ArrayList的人都知道,ArrayList底层是通过数组实现的。那么数组elementData其实就是用来保存列表中的元素的。通过该属性的声明方式我们知道,他是无法通过序列化持久化下来的。那么为什么code 4的结果却通过序列化和反序列化把List中的元素保留下来了呢?


writeObject和readObject方法


在ArrayList中定义了来个方法: writeObject和readObject。


这里先给出结论:


在序列化过程中,如果被序列化的类中定义了writeObject 和 readObject 方法,虚拟机会试图调用对象类里的 writeObject 和 readObject 方法,进行用户自定义的序列化和反序列化。


如果没有这样的方法,则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。


用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程,比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。


来看一下这两个方法的具体实现:


code 5


private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
        throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
        elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;        // Read in size, and any hidden stuff
        s.defaultReadObject();        // Read in capacity
        s.readInt(); // ignored
 
        if (size > 0) {            // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
            ensureCapacityInternal(size);            Object[] a = elementData;            // Read in all elements in the proper order.
            for (int i=0; i<size; i++) {                a[i] = s.readObject();
            }
        }
    }


code 6


private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
        throws java.io.IOException{        // Write out element count, and any hidden stuff
        int expectedModCount = modCount;
        s.defaultWriteObject();        // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
        s.writeInt(size);        // Write out all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            s.writeObject(elementData[i]);
        }        if (modCount != expectedModCount) {            throw new ConcurrentModificationException();
        }
    }


那么为什么ArrayList要用这种方式来实现序列化呢?


why transient


ArrayList实际上是动态数组,每次在放满以后自动增长设定的长度值,如果数组自动增长长度设为100,而实际只放了一个元素,那就会序列化99个null元素。为了保证在序列化的时候不会将这么多null同时进行序列化,ArrayList把元素数组设置为transient。


why writeObject and readObject


前面说过,为了防止一个包含大量空对象的数组被序列化,为了优化存储,所以,ArrayList使用transient来声明elementData。 但是,作为一个集合,在序列化过程中还必须保证其中的元素可以被持久化下来,所以,通过重写writeObject 和 readObject方法的方式把其中的元素保留下来。


writeObject方法把elementData数组中的元素遍历的保存到输出流(ObjectOutputStream)中。


readObject方法从输入流(ObjectInputStream)中读出对象并保存赋值到elementData数组中。


至此,我们先试着来回答刚刚提出的问题:


如何自定义的序列化和反序列化策略


答:可以通过在被序列化的类中增加writeObject 和 readObject方法。那么问题又来了:


虽然ArrayList中写了writeObject 和 readObject 方法,但是这两个方法并没有显示的被调用啊。


那么如果一个类中包含writeObject 和 readObject 方法,那么这两个方法是怎么被调用的呢?


ObjectOutputStream


从code 4中,我们可以看出,对象的序列化过程通过ObjectOutputStream和ObjectInputputStream来实现的,那么带着刚刚的问题,我们来分析一下ArrayList中的writeObject 和 readObject 方法到底是如何被调用的呢?


为了节省篇幅,这里给出ObjectOutputStream的writeObject的调用栈:


writeObject ---> writeObject0 --->writeOrdinaryObject--->writeSerialData--->invokeWriteObject


这里看一下invokeWriteObject:


void invokeWriteObject(Object obj, ObjectOutputStream out)
        throws IOException, UnsupportedOperationException
    {        if (writeObjectMethod != null) {            try {
                writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });
            } catch (InvocationTargetException ex) {                Throwable th = ex.getTargetException();                if (th instanceof IOException) {                    throw (IOException) th;
                } else {
                    throwMiscException(th);
                }
            } catch (IllegalAccessException ex) {                // should not occur, as access checks have been suppressed
                throw new InternalError(ex);
            }
        } else {            throw new UnsupportedOperationException();
        }
    }


其中writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });是关键,通过反射的方式调用writeObjectMethod方法。官方是这么解释这个writeObjectMethod的:


关于Java的序列化与反序列化之详解到这里就结束了,翼速应用平台内有更多相关资讯,欢迎查阅!


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