关于Java序列化的文章早已是汗牛充栋了,本文是对我个人过往学习,理解及应用Java序列化的一个总结。此文内容涉及Java序列化的基本原理,以及多种方法对序列化形式进行定制。在撰写本文时,既参考了Thinking in Java, Effective Java,JavaWorld,developerWorks中的相关文章和其它网络资料,也加入了自己的实践经验与理解,文、码并茂,希望对大家有所帮助。(2012.02.14最后更新)
1. 什么是Java对象序列化
Java平台允许我们在内存中创建可复用的Java对象,但一般情况下,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,在本文的后续章节中将会陆续讲到。
2. 简单示例
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。此处将创建一个可序列化的类Person,本文中的所有示例将围绕着该类或其修改版。
Gender类,是一个枚举类型,表示性别
MALE, FEMALE
}
如果熟悉Java枚举类型的话,应该知道每个枚举类型都会默认继承类java.lang.Enum,而该类实现了Serializable接口,所以枚举类型对象都是默认可以被序列化的。
Person类,实现了Serializable接口,它包含三个字段:name,String类型;age,Integer类型;gender,Gender类型。另外,还重写该类的toString()方法,以方便打印Person实例中的内容。
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Integer getAge() {
return age;
}
public void setAge(Integer age) {
this.age = age;
}
public Gender getGender() {
return gender;
}
public void setGender(Gender gender) {
this.gender = gender;
}
@Override
public String toString() {
return "[" + name + ", " + age + ", " + gender + "]";
}
}
SimpleSerial,是一个简单的序列化程序,它先将一个Person对象保存到文件person.out中,然后再从该文件中读出被存储的Person对象,并打印该对象。
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("person.out");
ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
Person person = new Person("John", 101, Gender.MALE);
oout.writeObject(person);
oout.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Object newPerson = oin.readObject(); // 没有强制转换到Person类型
oin.close();
System.out.println(newPerson);
}
}
上述程序的输出的结果为:
[John, 31, MALE]
此时必须注意的是,当重新读取被保存的Person对象时,并没有调用Person的任何构造器,看起来就像是直接使用字节将Person对象还原出来的。
当Person对象被保存到person.out文件中之后,我们可以在其它地方去读取该文件以还原对象,但必须确保该读取程序的CLASSPATH中包含有Person.class(哪怕在读取Person对象时并没有显示地使用Person类,如上例所示),否则会抛出ClassNotFoundException。
3. Serializable的作用
为什么一个类实现了Serializable接口,它就可以被序列化呢?在上节的示例中,使用ObjectOutputStream来持久化对象,在该类中有如下代码:
if (obj instanceof String) {
writeString((String) obj, unshared);
} else if (cl.isArray()) {
writeArray(obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Enum) {
writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Serializable) {
writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
} else {
if (extendedDebugInfo) {
throw new NotSerializableException(cl.getName() + "\n"
+ debugInfoStack.toString());
} else {
throw new NotSerializableException(cl.getName());
}
}
}
从上述代码可知,如果被写对象的类型是String,或数组,或Enum,或Serializable,那么就可以对该对象进行序列化,否则将抛出NotSerializableException。
4. 默认序列化机制
如果仅仅只是让某个类实现Serializable接口,而没有其它任何处理的话,则就是使用默认序列化机制。使用默认机制,在序列化对象时,不仅会序列化当前对象本身,还会对该对象引用的其它对象也进行序列化,同样地,这些其它对象引用的另外对象也将被序列化,以此类推。所以,如果一个对象包含的成员变量是容器类对象,而这些容器所含有的元素也是容器类对象,那么这个序列化的过程就会较复杂,开销也较大。
5. 影响序列化
在现实应用中,有些时候不能使用默认序列化机制。比如,希望在序列化过程中忽略掉敏感数据,或者简化序列化过程。下面将介绍若干影响序列化的方法。
5.1 transient关键字
当某个字段被声明为transient后,默认序列化机制就会忽略该字段。此处将Person类中的age字段声明为transient,如下所示,
transient private Integer age = null;
}
再执行SimpleSerial应用程序,会有如下输出:
[John, null, MALE]
可见,age字段未被序列化。
5.2 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:
transient private Integer 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,如5.1节所述,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。
再次执行SimpleSerial应用程序,则又会有如下输出:
[John, 31, MALE]
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。
5.3 Externalizable接口
无论是使用transient关键字,还是使用writeObject()和readObject()方法,其实都是基于Serializable接口的序列化。JDK中提供了另一个序列化接口--Externalizable,使用该接口之后,之前基于Serializable接口的序列化机制就将失效。此时将Person类修改成如下,
private String name = null;
transient private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
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();
}
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
}
}
此时再执行SimpleSerial程序之后会得到如下结果:
none-arg constructor
[null, null, null]
从该结果,一方面可以看出Person对象中任何一个字段都没有被序列化。另一方面,如果细心的话,还可以发现这此次序列化过程调用了Person类的无参构造器。
Externalizable继承于Serializable,当使用该接口时,序列化的细节需要由程序员去完成。如上所示的代码,由于writeExternal()与readExternal()方法未作任何处理,那么该序列化行为将不会保存/读取任何一个字段。这也就是为什么输出结果中所有字段的值均为空。
另外,若使用Externalizable进行序列化,当读取对象时,会调用被序列化类的无参构造器去创建一个新的对象,然后再将被保存对象的字段的值分别填充到新对象中。这就是为什么在此次序列化过程中Person类的无参构造器会被调用。由于这个原因,实现Externalizable接口的类必须要提供一个无参的构造器,且它的访问权限为public。
对上述Person类作进一步的修改,使其能够对name与age字段进行序列化,但要忽略掉gender字段,如下代码所示:
private String name = null;
transient private Integer age = null;
private Gender gender = null;
public Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
public Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
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();
}
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeObject(name);
out.writeInt(age);
}
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
name = (String) in.readObject();
age = in.readInt();
}
}
执行SimpleSerial之后会有如下结果:
none-arg constructor
[John, 31, null]
5.4 readResolve()方法
当我们使用Singleton模式时,应该是期望某个类的实例应该是唯一的,但如果该类是可序列化的,那么情况可能会略有不同。此时对第2节使用的Person类进行修改,使其实现Singleton模式,如下所示:
private static class InstanceHolder {
private static final Person instatnce = new Person("John", 31, Gender.MALE);
}
public static Person getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
private Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
private Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
}
同时要修改SimpleSerial应用,使得能够保存/获取上述单例对象,并进行对象相等性比较,如下代码所示:
public static void main(String[] args) throws Exception {
File file = new File("person.out");
ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
oout.writeObject(Person.getInstance()); // 保存单例对象
oout.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
Object newPerson = oin.readObject();
oin.close();
System.out.println(newPerson);
System.out.println(Person.getInstance() == newPerson); // 将获取的对象与Person类中的单例对象进行相等性比较
}
}
执行上述应用程序后会得到如下结果:
[John, 31, MALE]
false
值得注意的是,从文件person.out中获取的Person对象与Person类中的单例对象并不相等。为了能在序列化过程仍能保持单例的特性,可以在Person类中添加一个readResolve()方法,在该方法中直接返回Person的单例对象,如下所示:
private static class InstanceHolder {
private static final Person instatnce = new Person("John", 31, Gender.MALE);
}
public static Person getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String name = null;
private Integer age = null;
private Gender gender = null;
private Person() {
System.out.println("none-arg constructor");
}
private Person(String name, Integer age, Gender gender) {
System.out.println("arg constructor");
this.name = name;
this.age = age;
this.gender = gender;
}
private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
return InstanceHolder.instatnce;
}
}
再次执行本节的SimpleSerial应用后将有如下输出:
[John, 31, MALE]
true
无论是实现Serializable接口,或是Externalizable接口,当从I/O流中读取对象时,readResolve()方法都会被调用到。实际上就是用readResolve()中返回的对象直接替换在反序列化过程中创建的对象,而被创建的对象则会被垃圾回收掉。
转自:http://www.blogjava.net/jiangshachina/archive/2012/02/13/369898.html
相关推荐
本篇文章是对Java中对象的序列化与反序列化进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下
Java 提供了一种对象序列化的机制,该机制中,一个对象可以被表示为一个字节序列,该字节序列包括该对象的数据、有关对象的类型的信息和存储在对象中数据的类型。下面小编和大家来一起学习一下吧
序列化和反序列化 继承、封装、多态的实现原理 容器 Java集合类总结 Java集合详解1:一文读懂ArrayList,Vector与Stack使用方法和实现原理 Java集合详解2:Queue和LinkedList Java集合详解3:Iterator,fail-fast机制...
序列化和反序列化 继承封装多态的实现原理 集合类 Java集合类总结 Java集合详解:一文读懂ArrayList,Vector与Stack使用方法和实现原理 Java集合详解:Queue和LinkedList Java集合详解:迭代器,快速失败机制与比较器...
此外,我们还探讨了对象的哈希码、重写equals()和hashCode()方法的技巧,以及对象的序列化和反序列化。 通过研究和解答这些高难度问题,您将提升自己的编程水平,展现出对Java实例概念和相关技术的深入理解。无论您...
学习Java的IO编程,包括文件读写、网络编程和序列化等。 阶段三:Web开发与框架 学习JavaWeb开发的基础知识,包括Servlet、JSP和JDBC等,了解MVC模式。 学习常用的JavaWeb框架,如Spring和Spring MVC,了解依赖注入...
JAVA对象的序列化和反序列化 161 为什么需要序列化和反序列化 161 对象的序列化主要有两种用途 161 序列化涉及的类和接口 162 序列化/反序列化的步骤和实例 162 综合的序列化和反序列化练习 163 JAVA.IO包相关流对象...
File 类、RandomAccessFile 类、字节流(文件字节流、缓冲字节流、基本数据类型字节流、打印流、对象序列化流、字节数组流)、字符流(缓冲字符流、文件字符流、转换流、格式化输出流、字符数组流) 这份代码源码...
031217_【第12章:JAVA IO】_对象序列化笔记.pdf 031218_〖第12章:JAVA IO〗_实例操作—单人信息管理程序笔记.pdf 031219_〖第12章:JAVA IO〗_实例操作:投票程序笔记.pdf 031301_【第13章:Java类集】_认识类集、...
学生提问:构造器是创建Java对象的途径,是不是说构造器完全负责创建Java对象? 141 5.5.2 构造器的重载 142 学生提问:为什么要用this来调用另一个重载的构造器?我把另一个构造器里的代码复制、粘贴到这个构造器...
A.1.3 传递和使用Java对象 A.1.4 JNI和Java违例 A.1.5 JNI和线程处理 A.1.6 使用现成代码 A.2 微软的解决方案 A.3 J/Direct A.3.1 @dll.import引导命令 A.3.2 com.ms.win32包 A.3.3 汇集 A.3.4 编写回调函数 A.3.5 ...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
A.1.3 传递和使用Java对象 A.1.4 JNI和Java违例 A.1.5 JNI和线程处理 A.1.6 使用现成代码 A.2 微软的解决方案 A.3 J/Direct A.3.1 @dll.import引导命令 A.3.2 com.ms.win32包 A.3.3 汇集 A.3.4 编写回调函数 A.3.5 ...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
A.1.3 传递和使用Java对象 A.1.4 JNI和Java违例 A.1.5 JNI和线程处理 A.1.6 使用现成代码 A.2 微软的解决方案 A.3 J/Direct A.3.1 @dll.import引导命令 A.3.2 com.ms.win32包 A.3.3 汇集 A.3.4 编写回调函数 A.3.5 ...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...
Java核心技术:如多线程、网络编程、序列化等都有详细的解释和示例。 常用框架:如Spring、MyBatis等框架的使用方法和内部原理都有涉及。 数据库相关:包括关系型数据库和非关系型数据库的使用,以及JDBC、MyBatis等...