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對象的序列化和反序列化

當兩個程序在進行遠端通信時,彼此可以發送各種類型的資料。無論是何種類型的資料,都會以二進制序列的形式在網絡上傳送。發送方需要把這個Java對象轉換為位元組序列,才能在網絡上傳送;接收方則需要把位元組序列再恢複為Java對象。

把Java對象轉換為位元組序列的過程稱為對象的序列化。

把位元組序列恢複為Java對象的過程稱為對象的反序列化。

對象的序列化主要有兩種用途:

1) 把對象的位元組序列永久地儲存到硬碟上,通常存放在一個檔案中;

2) 在網絡上傳送對象的位元組序列。

一.             JDK類庫中的序列化API

java.io.ObjectOutputStream代表對象輸出流,它的writeObject(Object obj)方法可對參數指定的obj對象進行序列化,把得到的位元組序列寫到一個目标輸出流中。

java.io.ObjectInputStream代表對象輸入流,它的readObject()方法從一個源輸入流中讀取位元組序列,再把它們反序列化為一個對象,并将其傳回。、

隻有實作了Serializable和Externalizable接口的類的對象才能被序列化。Externalizable接口繼承自Serializable接口,實作Externalizable接口的類完全由自身來控制序列化的行為,而僅實作Serializable接口的類可以采用預設的序列化方式 。

對象序列化包括如下步驟:

1) 建立一個對象輸出流,它可以包裝一個其他類型的目标輸出流,如檔案輸出流;

2) 通過對象輸出流的writeObject()方法寫對象。

對象反序列化的步驟如下:

1) 建立一個對象輸入流,它可以包裝一個其他類型的源輸入流,如檔案輸入流;

2) 通過對象輸入流的readObject()方法讀取對象。

下面讓我們來看一個對應的例子,類的内容如下:

import java.io.*;

import java.util.Date;

public class ObjectSaver {

       public static void main(String[] args) throws Exception {

              ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream

                     (new FileOutputStream("D:""objectFile.obj"));

              //序列化對象

              Customer customer = new Customer("阿蜜果", 24);

              out.writeObject("你好!");

              out.writeObject(new Date());

              out.writeObject(customer);

              out.writeInt(123); //寫入基本類型資料

              out.close();

              //反序列化對象

              ObjectInputStream in = new ObjectInputStream

                     (new FileInputStream("D:""objectFile.obj"));

              System.out.println("obj1=" + (String) in.readObject());

              System.out.println("obj2=" + (Date) in.readObject());

              Customer obj3 = (Customer) in.readObject();

              System.out.println("obj3=" + obj3);

              int obj4 = in.readInt();

              System.out.println("obj4=" + obj4);

              in.close();

       }

}

class Customer implements Serializable {

       private String name;

       private int age;

       public Customer(String name, int age) {

              this.name = name;

              this.age = age;

       public String toString() {

              return "name=" + name + ", age=" + age;

       輸出結果如下:

obj1=你好!

obj2=Sat Sep 15 22:02:21 CST 2007

obj3=name=阿蜜果, age=24

obj4=123

    是以例比較簡單,在此不再詳述。

二.實作Serializable接口

ObjectOutputStream隻能對Serializable接口的類的對象進行序列化。預設情況下,ObjectOutputStream按照預設方式序列化,這種序列化方式僅僅對對象的非transient的執行個體變量進行序列化,而不會序列化對象的transient的執行個體變量,也不會序列化靜态變量。

當ObjectOutputStream按照預設方式反序列化時,具有如下特點:

1)              如果在記憶體中對象所屬的類還沒有被加載,那麼會先加載并初始化這個類。如果在classpath中不存在相應的類檔案,那麼會抛出ClassNotFoundException;

2)              在反序列化時不會調用類的任何構造方法。

如果使用者希望控制類的序列化方式,可以在可序列化類中提供以下形式的writeObject()和readObject()方法。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException

private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;

當ObjectOutputStream對一個Customer對象進行序列化時,如果該對象具有writeObject()方法,那麼就會執行這一方法,否則就按預設方式序列化。在該對象的writeObjectt()方法中,可以先調用ObjectOutputStream的defaultWriteObject()方法,使得對象輸出流先執行預設的序列化操作。同理可得出反序列化的情況,不過這次是defaultReadObject()方法。

有些對象中包含一些敏感資訊,這些資訊不宜對外公開。如果按照預設方式對它們序列化,那麼它們的序列化資料在網絡上傳輸時,可能會被不法份子竊取。對于這類資訊,可以對它們進行加密後再序列化,在反序列化時則需要解密,再恢複為原來的資訊。

預設的序列化方式會序列化整個對象圖,這需要遞歸周遊對象圖。如果對象圖很複雜,遞歸周遊操作需要消耗很多的空間和時間,它的内部資料結構為雙向清單。

在應用時,如果對某些成員變量都改為transient類型,将節省空間和時間,提高序列化的性能。

三.             實作Externalizable接口

Externalizable接口繼承自Serializable接口,如果一個類實作了Externalizable接口,那麼将完全由這個類控制自身的序列化行為。Externalizable接口聲明了兩個方法:

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException , ClassNotFoundException

前者負責序列化操作,後者負責反序列化操作。

在對實作了Externalizable接口的類的對象進行反序列化時,會先調用類的不帶參數的構造方法,這是有别于預設反序列方式的。如果把類的不帶參數的構造方法删除,或者把該構造方法的通路權限設定為private、預設或protected級别,會抛出java.io.InvalidException: no valid constructor異常。

四.             可序列化類的不同版本的序列化相容性

凡是實作Serializable接口的類都有一個表示序列化版本辨別符的靜态變量:

private static final long serialVersionUID;

以上serialVersionUID的取值是Java運作時環境根據類的内部細節自動生成的。如果對類的源代碼作了修改,再重新編譯,新生成的類檔案的serialVersionUID的取值有可能也會發生變化。

類的serialVersionUID的預設值完全依賴于Java編譯器的實作,對于同一個類,用不同的Java編譯器編譯,有可能會導緻不同的serialVersionUID,也有可能相同。為了提高哦啊serialVersionUID的獨立性和确定性,強烈建議在一個可序列化類中顯示的定義serialVersionUID,為它賦予明确的值。顯式地定義serialVersionUID有兩種用途:

1)              在某些場合,希望類的不同版本對序列化相容,是以需要確定類的不同版本具有相同的serialVersionUID;

2)              在某些場合,不希望類的不同版本對序列化相容,是以需要確定類的不同版本具有不同的serialVersionUID。