Java 序列化機制

一、為什麼要序列化？

1、一般情況下，隻有當 JVM 處于運作時，Java 對象才可能存在，即這些對象的生命周期不會比 JVM 的生命周期更長。但在現實應用中，就可能要求在 JVM 停止運作之後能夠儲存（持久化）指定的對象，并在将來重新讀取被儲存的對象。Java 對象序列化就能夠幫助我們實作該功能。

2、在網絡或者程序通信中傳遞對象時，我們都需要使用序列化将 Java 對象轉換為位元組序列傳輸，具體表現為：發送資料前序列化對象，接收資料後反序列化對象。

二、序列化是什麼？

序列化指的是允許将實作序列化的 Java 對象轉換為位元組序列，這些位元組序列可以儲存在磁盤上，或通過網絡傳輸，以達到以後恢複成原來的對象。序列化機制使得對象可以脫離程式的運作而獨立存在。

通俗易懂的講，Java 序列化是指把 Java 對象轉換為位元組序列的過程，而 Java 反序列化是指把位元組序列恢複為 Java 對象的過程。

三、Java 序列化機制

1.使用 Serializable 接口實作序列化

在 Java 中，隻要一個類實作了 java.io.Serializable 接口，那麼它就可以被序列化。

@Data
public class UserA implements Serializable {
    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int age;
    private static String name = "張三";

    @Override
    public String toString() {
        return "User{age=" + age + "，name=" + name + "}";
    }    
}

2.使用 Externalizable 接口實作序列化

Externalizable 繼承自 Serializable 接口，需要我們重寫 writeExternal() 與 readExternal() 方法來決定要序列化哪些資訊，并且必須要提供一個 public 的無參的構造器。

Externalizable 的性能要優于 Serializable，但也增加了複雜性。

@Data
public class UserB implements Externalizable {
    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int age;
    private static String name = "李四";


    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeInt(age);
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        age = in.readInt();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{age=" + age + "，name=" + name + "}";
    }
}

3.序列化和反序列化

通過實作 Serializable 接口或者 Externalizable 接口，Java 對象已經具備序列化的資質了，那如何進行序列化和反序列化呢？這裡利用了 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 對對象進行序列化及反序列化。

public static void main(String[] args) {
        // 序列化
        serialize();
        // 反序列化
        deserialize();
    }

    private static void serialize() {
        UserA user = new UserA();
        user.setAge(26);
        //序列化對象到檔案中
        try (ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\userA"))) {
            objectOutputStream.writeObject(user);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static void deserialize() {
        try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\userA"))) {
            UserA user = (UserA) objectInputStream.readObject();
            System.out.println(user);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

四、序列化分析

serialVersionUID，即序列化ID。虛拟機能否進行反序列化，不僅取決于類路徑和功能代碼是否一緻，一個非常重要的一點是兩個類的序列化 ID 是否一緻，否則反序列化時會抛出 InvalidClassException 異常。serialVersionUID 預設是 1L，可以不顯示指定。
靜态變量不會被序列化。因為靜态變量存在于虛拟機方法區，屬于全局變量，是以在序列化或者反序列時，并不會儲存靜态變量。
transient 關鍵字。作用是控制變量的序列化，在變量聲明前加上該關鍵字，可以阻止該變量被序列化到檔案中，在被反序列化後，transient 變量的值被設為初始值，如 int 型的是 0，對象型的是 null。
父子類的序列化。要想将父類對象也序列化，就需要讓父類也實作 Serializable（或 Externalizable）接口。
引用類型成員變量的序列化。要想引用對象也序列化，就需要讓引用對象也實作 Serializable（或 Externalizable）接口。