Java对象的序列化和反序列化
【感谢】孤傲苍狼的 Java基础学习总结——Java对象的序列化和反序列化
一、序列化和反序列化的概念
序列化就是一种用来处理对象流的机制，所谓对象流也就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。
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
将需要被序列化的类实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的，然后使用一个输出流(如：FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，接着，使用ObjectOutputStream对象的writeObject(Object obj)方法就可以将参数为obj的对象写出(即保存其状态)，要恢复的话则用输入流。
java.io.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。
java.io.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范例：
定义一个Person类，实现Serializable接口
1 import java.io.Serializable;
2
3 /**
4 * <p>ClassName: Person<p>
5 * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
6 * @author xudp
7 * @version 1.0 V
8 * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
9 */
10 public class Person implements Serializable {
11
12 /**
13 * 序列化ID
14 */
15 private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
16 private int age;
17 private String name;
18 private String sex;
19
20 public int getAge() {
21 return age;
22 }
23
24 public String getName() {
25 return name;
26 }
27
28 public String getSex() {
29 return sex;
30 }
31
32 public void setAge(int age) {
33 this.age = age;
34 }
35
36 public void setName(String name) {
37 this.name = name;
38 }
39
40 public void setSex(String sex) {
41 this.sex = sex;
42 }
43 }
序列化和反序列化Person类对象
1 import java.io.File;
2 import java.io.FileInputStream;
3 import java.io.FileNotFoundException;
4 import java.io.FileOutputStream;
5 import java.io.IOException;
6 import java.io.ObjectInputStream;
7 import java.io.ObjectOutputStream;
8 import java.text.MessageFormat;
9
10 /**
11 * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
12 * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
13 * @author xudp
14 * @version 1.0 V
15 * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
16 */
17 public class TestObjSerializeAndDeserialize {
18
19 public static void main(String[] args) throws Exception {
20 SerializePerson();//序列化Person对象
21 Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
22 System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
23 p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
24 }
25
26 /**
27 * MethodName: SerializePerson
28 * Description: 序列化Person对象
29 * @author xudp
30 * @throws FileNotFoundException
31 * @throws IOException
32 */
33 private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
34 IOException {
35 Person person = new Person();
36 person.setName("gacl");
37 person.setAge(25);
38 person.setSex("男");
39 // 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
40 ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
41 new File("E:/Person.txt")));
42 oo.writeObject(person);
43 System.out.println("Person对象序列化成功！");
44 oo.close();
45 }
46
47 /**
48 * MethodName: DeserializePerson
49 * Description: 反序列Perons对象
50 * @author xudp
51 * @return
52 * @throws Exception
53 * @throws IOException
54 */
55 private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
56 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
57 new File("E:/Person.txt")));
58 Person person = (Person) ois.readObject();
59 System.out.println("Person对象反序列化成功！");
60 return person;
61 }
62
63 }
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
serialVersionUID: 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
1 private static final long serialVersionUID
实现Serializable接口的类如果类中没有添加serialVersionUID，那么就会出现如下的警告提示
用鼠标点击
就会弹出生成serialVersionUID的对话框，如下图所示：
serialVersionUID有两种生成方式：
采用
这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：
1 private static final long serialVersionUID = 1L;
采用
这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：
1 private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;
添加了之后就不会出现那个警告提示了，如下所示：
扯了那么多，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，看下面的代码：
1 import java.io.File;
2 import java.io.FileInputStream;
3 import java.io.FileNotFoundException;
4 import java.io.FileOutputStream;
5 import java.io.IOException;
6 import java.io.ObjectInputStream;
7 import java.io.ObjectOutputStream;
8 import java.io.Serializable;
9
10 public class TestSerialversionUID {
11
12 public static void main(String[] args) throws Exception {
13 SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
14 Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
15 System.out.println(customer);
16 }
17
18 /**
19 * MethodName: SerializeCustomer
20 * Description: 序列化Customer对象
21 * @author xudp
22 * @throws FileNotFoundException
23 * @throws IOException
24 */
25 private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
26 IOException {
27 Customer customer = new Customer("gacl",25);
28 // ObjectOutputStream 对象输出流
29 ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
30 new File("E:/Customer.txt")));
31 oo.writeObject(customer);
32 System.out.println("Customer对象序列化成功！");
33 oo.close();
34 }
35
36 /**
37 * MethodName: DeserializeCustomer
38 * Description: 反序列Customer对象
39 * @author xudp
40 * @return
41 * @throws Exception
42 * @throws IOException
43 */
44 private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
45 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
46 new File("E:/Customer.txt")));
47 Customer customer = (Customer) ois.readObject();
48 System.out.println("Customer对象反序列化成功！");
49 return customer;
50 }
51 }
52
53 /**
54 * <p>ClassName: Customer<p>
55 * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>
56 * @author xudp
57 * @version 1.0 V
58 * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17
59 */
60 class Customer implements Serializable {
61 //Customer类中没有定义serialVersionUID
62 private String name;
63 private int age;
64
65 public Customer(String name, int age) {
66 this.name = name;
67 this.age = age;
68 }
69
70 /*
71 * @MethodName toString
72 * @Description 重写Object类的toString()方法
73 * @author xudp
74 * @return string
75 * @see java.lang.Object#toString()
76 */
77 @Override
78 public String toString() {
79 return "name=" + name + ", age=" + age;
80 }
81 }
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：
1 class Customer implements Serializable {
2 //Customer类中没有定义serialVersionUID
3 private String name;
4 private int age;
5
6 //新添加的sex属性
7 private String sex;
8
9 public Customer(String name, int age) {
10 this.name = name;
11 this.age = age;
12 }
13
14 public Customer(String name, int age,String sex) {
15 this.name = name;
16 this.age = age;
17 this.sex = sex;
18 }
19
20 /*
21 * @MethodName toString
22 * @Description 重写Object类的toString()方法
23 * @author xudp
24 * @return string
25 * @see java.lang.Object#toString()
26 */
27 @Override
28 public String toString() {
29 return "name=" + name + ", age=" + age;
30 }
31 }
然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：
1 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer;
2 local class incompatible:
3 stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325,
4 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：
1 class Customer implements Serializable {
2 /**
3 * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
4 */
5 private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
6 private String name;
7 private int age;
8
9 //新添加的sex属性
10 //private String sex;
11
12 public Customer(String name, int age) {
13 this.name = name;
14 this.age = age;
15 }
16
17 /*public Customer(String name, int age,String sex) {
18 this.name = name;
19 this.age = age;
20 this.sex = sex;
21 }*/
22
23 /*
24 * @MethodName toString
25 * @Description 重写Object类的toString()方法
26 * @author xudp
27 * @return string
28 * @see java.lang.Object#toString()
29 */
30 @Override
31 public String toString() {
32 return "name=" + name + ", age=" + age;
33 }
34 }
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：
1 class Customer implements Serializable {
2 /**
3 * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
4 */
5 private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
6 private String name;
7 private int age;
8
9 //新添加的sex属性
10 private String sex;
11
12 public Customer(String name, int age) {
13 this.name = name;
14 this.age = age;
15 }
16
17 public Customer(String name, int age,String sex) {
18 this.name = name;
19 this.age = age;
20 this.sex = sex;
21 }
22
23 /*
24 * @MethodName toString
25 * @Description 重写Object类的toString()方法
26 * @author xudp
27 * @return string
28 * @see java.lang.Object#toString()
29 */
30 @Override
31 public String toString() {
32 return "name=" + name + ", age=" + age;
33 }
34 }
执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：
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的serialVersionUID。
五、修改默认的序列化机制
方法一：transient关键字
在序列化的过程中，有些数据字段我们不想将其序列化，对于此类字段我们只需要在定义时给它加上transient关键字即可。对于transient字段序列化机制会跳过不会将其写入文件，当然也不可被恢复。
如，此处将Person类中的age字段声明为transient：
public class Person implements Serializable {
... private transient int age = null;
... }
再执行SerializePerson()与DeserializePerson()方法，会有如下结果：
此处age正确情况下应为age=25，因未被序列化，取默认值为0。
方法二：writeObject()方法与readObject()方法
对于上述已被声明为transitive的字段age，除了将transitive关键字去掉之外，是否还有其它方法能使它再次可被序列化？方法之一就是在Person类中添加两个方法：writeObject()与readObject()，如下所示：
public class Person implements Serializable { ... private transient int age = null; ... private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException { out.defaultWriteObject(); out.writeInt(age); } private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException { in.defaultReadObject(); age = in.readInt(); } }
在 writeObject()方法中会先调用ObjectOutputStream中的defaultWriteObject()方法，该方法会执行默认的序列化机制，由于age字段用transient修饰，此时会忽略掉age字段。然后再调用writeInt()方法显示地将age字段写入到 ObjectOutputStream中。readObject()的作用则是针对对象的读取，其原理与writeObject()方法相同。
再执行SerializePerson()与DeserializePerson()方法，会有如下结果：
必须注意地是，writeObject()与readObject()都是private方法，那么它们是如何被调用的呢？毫无疑问，是使用反射。详情可见 ObjectOutputStream中的writeSerialData方法，以及ObjectInputStream中的 readSerialData方法。
