Java基礎知識系列—序列化

牛覓發表於2018-05-06
Java

序列化是將物件的狀態轉換為位元組流；反序列化恰恰相反。換言之，序列化是將Java物件轉換為位元組的靜態流（序列，然後可以將其儲存到資料庫或通過網路傳輸。

序列化與反序列化

序列化和反序列化

序列化過程是獨立於例項的，即物件可以在一個平臺上序列化並在另一個平臺上反序列化。有資格序列化的類需要實現一個特殊的標記介面Serializable。

ObjectInputStream和ObjectOutputStream都是分別擴充套件java.io.InputStream和java.io.OutputStream的高階類。 ObjectOutputStream可以將物件的基本型別和物件作為位元組流寫入OutputStream。隨後可以使用ObjectInputStream讀取這些流。

ObjectOutputStream提供了writeObject方法可以將可序列化的物件轉換為位元組的序列（流），同樣地，ObjectInputStream提供了readObject方法可以將位元組流轉換為Java物件。

請注意，靜態欄位屬於類（與物件相對）並不會被序列化；另外，也可以使用關鍵字transient忽略欄位序列化。

用一個Person類來說明序列化，其原始碼如下：

public class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    static String country = "ITALY";
    private int age;
    private String name;
    transient int height;
 
    // getters and setters
}

@Test
public void whenSerializingAndDeserializing_ThenObjectIsTheSame() () 
  throws IOException, ClassNotFoundException { 
    Person person = new Person();
    person.setAge(20);
    person.setName("Joe");
     
    FileOutputStream fileOutputStream
      = new FileOutputStream("yourfile.txt");
    ObjectOutputStream objectOutputStream 
      = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
    objectOutputStream.writeObject(person);
    objectOutputStream.flush();
    objectOutputStream.close();
     
    FileInputStream fileInputStream
      = new FileInputStream("yourfile.txt");
    ObjectInputStream objectInputStream
      = new ObjectInputStream(fileInputStream);
    Person p2 = (Person) objectInputStream.readObject();
    objectInputStream.close(); 
  
    assertTrue(p2.getAge() == p.getAge());
    assertTrue(p2.getName().equals(p.getName()));
}
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序列化注意事項

繼承與構成

當一個類實現了java.io.Serializable介面時，它的所有子類也是可序列化的。相反，當一個物件具有對另一個物件的引用時，這些物件必須單獨實現Serializable介面，否則會引發NotSerializableException異常。

public class Person implements Serializable {
    private int age;
    private String name;
    private Address country; // must be serializable too
}
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Serial Version UID

JVM將版本號與每個可序列化的類相關聯。它用於驗證儲存和載入的物件具有相同的屬性，因此在序列化時相容。

如果可序列化的類沒有宣告serialVersionUID，則JVM將在執行時自動生成一個。但是，強烈建議每個類宣告其serialVersionUID，因為生成的是依賴於編譯器的，因此可能會導致意外的InvalidClassExceptions。

Java中的自定義序列化

Java指定了可以序列化物件的預設方式。Java類可以覆蓋此預設行為。在嘗試序列化具有一些不可序列化屬性的物件時，自定義序列化特別有用。

1、在類中提供writeObject和readObject方法

可以通過在類中提供兩個我們想要序列化的方法來完成：

private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException;

private void readObject(ObjectInputStream in) throws 
                                IOException, ClassNotFoundException;
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通過這些方法，我們可以將那些不可序列化的屬性序列化為可以序列化的其他形式：

public class Employee implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private transient Address address;
    private Person person;
 
    // setters and getters
 
    private void writeObject(ObjectOutputStream oos) 
      throws IOException {
        oos.defaultWriteObject();
        oos.writeObject(address.getHouseNumber());
    }
 
    private void readObject(ObjectInputStream ois) 
      throws ClassNotFoundException, IOException {
        ois.defaultReadObject();
        Integer houseNumber = (Integer) ois.readObject();
        Address a = new Address();
        a.setHouseNumber(houseNumber);
        this.setAddress(a);
    }
}

public class Address {
    private int houseNumber;
 
    // setters and getters
}
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測試自定義序列化：

@Test
public void whenCustomSerializingAndDeserializing_ThenObjectIsTheSame() 
  throws IOException, ClassNotFoundException {
    Person p = new Person();
    p.setAge(20);
    p.setName("Joe");
 
    Address a = new Address();
    a.setHouseNumber(1);
 
    Employee e = new Employee();
    e.setPerson(p);
    e.setAddress(a);
 
    FileOutputStream fileOutputStream
      = new FileOutputStream("yourfile2.txt");
    ObjectOutputStream objectOutputStream 
      = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
    objectOutputStream.writeObject(e);
    objectOutputStream.flush();
    objectOutputStream.close();
 
    FileInputStream fileInputStream 
      = new FileInputStream("yourfile2.txt");
    ObjectInputStream objectInputStream 
      = new ObjectInputStream(fileInputStream);
    Employee e2 = (Employee) objectInputStream.readObject();
    objectInputStream.close();
 
    assertTrue(
      e2.getPerson().getAge() == e.getPerson().getAge());
    assertTrue(
      e2.getAddress().getHouseNumber() == e.getAddress().getHouseNumber());
}
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2、實現Externalizable介面

除了Serializable 之外，java中還提供了另一個序列化介面Externalizable。

Externalizable繼承了Serializable，該介面中定義了兩個抽象方法：writeExternal()與readExternal()。當使用Externalizable介面來進行序列化與反序列化的時候需要開發人員重寫writeExternal()與readExternal()方法。

public class Person implements Externalizable {

    private int age;
    private String name;

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Address getCountry() {
        return country;
    }

    public void setCountry(Address country) {
        this.country = country;
    }

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

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
       age =  in.readInt();
       name = (String) in.readObject();
    }
}
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測試程式碼如下:

 ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("yourfile2.txt"));
        Person person = new Person();
        person.setAge(10);
        person.setName("zhang san");
        oos.writeObject(person);

        //Read Obj from file
        File file = new File("yourfile2.txt");
        ObjectInputStream ois =  new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
        Person newInstance = (Person) ois.readObject();
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值得注意：在使用Externalizable進行序列化的時候，在讀取物件時，會呼叫被序列化類的無參構造器去建立一個新的物件，然後再將被儲存物件的欄位的值分別填充到新物件中。所以，實現Externalizable介面的類必須要提供一個public的無參的構造器。

參考資料

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