Java基础知识：序列化和反序列化

一、序列化和反序列化的概念

　　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

　　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

import java.io.Serializable;

/**
 * <p>ClassName: Person<p>
 * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
 */
public class Person implements Serializable {

    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
    private int age;
    private String name;
    private String sex;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

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

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
}

代码

　　序列化和反序列化Person类对象

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.MessageFormat;

/**
 * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
 * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
 */
public class TestObjSerializeAndDeserialize {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SerializePerson();//序列化Person对象
        Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
        System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
                                                 p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
    }
    
    /**
     * MethodName: SerializePerson 
     * Description: 序列化Person对象
     * @author xudp
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws IOException
     */
    private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Person person = new Person();
        person.setName("gacl");
        person.setAge(25);
        person.setSex("男");
        // 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
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        oo.writeObject(person);
        System.out.println("Person对象序列化成功！");
        oo.close();
    }

    /**
     * MethodName: DeserializePerson 
     * Description: 反序列Perons对象
     * @author xudp
     * @return
     * @throws Exception
     * @throws IOException
     */
    private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        Person person = (Person) ois.readObject();
        System.out.println("Person对象反序列化成功！");
        return person;
    }

}

代码

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、序列化、反序列化为XML文件

序列化、反序列化为XML文件，我使用了XStream来序列化，需要引入xstream-1.3.1.jar包的支持，
http://xstream.codehaus.org/download.html 处可以下载jar，然后引入到Eclipse中的build path中。
Serialize.java的代码如下：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;

import com.thoughtworks.xstream.*;

public class Serialize {
    public static void main(String[] args) {
        Serialize ser = new Serialize();
        ser.serializeToXml();
        ser.deSerializeFromXml();
    }
    
public void serializeToXml(){
        Person[] myPerson = new Person[2];
        myPerson[0] = new Person("Jay",24);
        myPerson[1] = new Person("Tom",23);
        
        XStream xstream = new XStream();  
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("E:\\workspace\\2010_03\\src\\myPerson.xml");
             xstream.toXML(myPerson,fos);
             } catch (FileNotFoundException ex) {
             ex.printStackTrace();
             }       
        System.out.println(xstream.toXML(myPerson));
    }
    public void deSerializeFromXml(){
         XStream xs = new XStream();
         Person[] myPerson = null;

         try {
         FileInputStream fis = new FileInputStream("E:\\workspace\\2010_03\\src\\myPerson.xml");
         myPerson=(Person[])xs.fromXML(fis);
         if (myPerson != null)
         {
             int len = myPerson.length;
             for (int i=0;i<len;i++)
             {
                 System.out.println(myPerson[i].getName());
                 System.out.println(myPerson[i].getAge()); 
             }

         }
         } catch (FileNotFoundException ex) {
         ex.printStackTrace();
         }
    }
}

代码

运行结果为（console输出），当然可以查看到myPerson.xml文件已经生成：
Inside Person's Constructor
Inside Person's Constructor
<Person-array>
<Person>
    <name>Jay</name>
    <age>24</age>
</Person>
<Person>
    <name>Tom</name>
    <age>23</age>
</Person>
</Person-array>
Jay
24
Tom
23

参考资料：
http://developer.51cto.com/art/200908/147650.htm
http://www.ibm.com/developerworks/cn/xml/x-xstream/#resources
http://www.cnblogs.com/stephencat/archive/2007/06/05/772520.html

转载：http://renyongjie668.blog.163.com/blog/static/1600531201022105142865/

四、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：

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class TestSerialversionUID {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
        Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
        System.out.println(customer);
    }

    /**
     * MethodName: SerializeCustomer 
     * Description: 序列化Customer对象
     * @author xudp
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws IOException
     */
    private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Customer customer = new Customer("gacl",25);
        // ObjectOutputStream 对象输出流
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                new File("E:/Customer.txt")));
        oo.writeObject(customer);
        System.out.println("Customer对象序列化成功！");
        oo.close();
    }

    /**
     * MethodName: DeserializeCustomer 
     * Description: 反序列Customer对象
     * @author xudp
     * @return
     * @throws Exception
     * @throws IOException
     */
    private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                new File("E:/Customer.txt")));
        Customer customer = (Customer) ois.readObject();
        System.out.println("Customer对象反序列化成功！");
        return customer;
    }
}

/**
 * <p>ClassName: Customer<p>
 * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17
 */
class Customer implements Serializable {
    //Customer类中没有定义serialVersionUID
    private String name;
    private int age;

    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

代码

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：

class Customer implements Serializable {
    //Customer类中没有定义serialVersionUID
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

代码

　　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：

class Customer implements Serializable {
    /**
     * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
     */
    private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    //private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    /*public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }*/

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

代码

　　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：

class Customer implements Serializable {
    /**
     * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
     */
    private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

代码

执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：

五、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。

六、控制对象的序列化和反序列化

控制序列化就是有选择的序列化对象，而不是把对象的所以内容都序列化，前篇我们的例子中介绍了transit变量和类变量(static)不被序列化，现在我们还有一种更为灵活的控制对象序列化和反序列方法，可以在序列化过程中储存其他非this对象包含的数据

我们现在再来介绍一个接口 java.io.Externalizable 。当对象实现了这个接口时，就可以灵活的控制它的序列化和反序列过程，这个接口继承了java.io.Serializable

Externalizable 接口定义了两个方法，writerExternal方法在序列化时被调用，可以再该方法中控制序列化内容，readExternal方法在反序列时被调用，可以在该方法中控制反序列的内容

好了，现在我们改写上例的UserInfo

import java.io.*;   
import java.util.*;   
  
//本程序通过实现Externalizable接口控制对象序列化和反序列   
public class UserInfo implements Externalizable {   
    public String userName;   
    public String userPass;   
    public int userAge;   
  
    public UserInfo(){   
    }   
  
    public UserInfo(String username,String userpass,int userage){   
        this.userName=username;   
        this.userPass=userpass;   
        this.userAge=userage;   
    }   
       
    //当序列化对象时,该方法自动调用   
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException{   
        System.out.println("现在执行序列化方法");   
        //可以在序列化时写非自身的变量   
        Date d=new Date();   
        out.writeObject(d);   
        //只序列化userName,userPass变量   
        out.writeObject(userName);   
        out.writeObject(userPass);   
    }   
  
    //当反序列化对象时,该方法自动调用   
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,ClassNotFoundException{   
        System.out.println("现在执行反序列化方法");   
        Date d=(Date)in.readObject();   
        System.out.println(d);   
        this.userName=(String)in.readObject();   
        this.userPass=(String)in.readObject();   
    }   
  
    public String toString(){   
        return "用户名: "+this.userName+";密码："+this.userPass+   
            ";年龄："+this.userAge;   
    }   
}

代码

改写测试类

import java.io.ObjectOutputStream;   
import java.io.ObjectInputStream;   
import java.io.FileInputStream;   
import java.io.FileOutputStream;   
import java.util.Date;   
import java.lang.management.*;   
public class Test {   
  
  
  
    //序列化对象到文件   
    public static void serialize(String fileName){   
        try  
        {   
            //创建一个对象输出流，讲对象输出到文件   
            ObjectOutputStream out=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileName));   
  
            UserInfo user=new UserInfo("renyanwei","888888",20);   
            out.writeObject(user);  //序列化一个会员对象   
  
            out.close();   
        }   
        catch (Exception x)   
        {   
            System.out.println(x.toString());   
        }   
           
    }   
    //从文件反序列化到对象   
    public static void deserialize(String fileName){   
        try  
        {   
            //创建一个对象输入流，从文件读取对象   
            ObjectInputStream in=new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileName));   
  
            //读取UserInfo对象并调用它的toString()方法   
            UserInfo user=(UserInfo)(in.readObject());             
            System.out.println(user.toString());   
  
            in.close();   
        }   
        catch (Exception x)   
        {   
            System.out.println(x.toString());   
        }   
           
    }   
  
    public static void main(String[] args) {       
  
        serialize("D:\\test.txt");   
        System.out.println("序列化完毕");   
           
        deserialize("D:\\test.txt");   
        System.out.println("反序列化完毕");   
    }   
  
}

代码

执行结果

现在执行序列化方法
序列化完毕
现在执行反序列化方法
Thu Oct 23 22:18:12 CST 2008
用户名: renyanwei;密码：888888;年龄：0
反序列化完毕

通过一张图来看程序流程

首先，我们在序列化UserInfo对象的时候，由于这个类实现了Externalizable 接口，在writeExternal()方法里定义了哪些属性可以序列化，哪些不可以序列化，所以，对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件，不能序列化的不处理，然后在反序列的时候自动调用readExternal()方法，根据序列顺序挨个读取进行反序列，并自动封装成对象返回，然后在测试类接收，就完成了反序列

推荐阅读《关于 Java 对象序列化您不知道的 5 件事》 www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-5things1/

posted on 2015-04-25 21:33 Sam Flynn 阅读(224) 评论(0) 编辑收藏举报

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