關於面試被面試官暴懟：“幾年研究生白讀” 的前因後果

JavaBuild發表於2024-06-20
面試

    中午一個網友來信說自己和麵試官幹起來了，看完他的描述真是苦笑不得，這年頭是怎麼了，最近網際網路CS訊息滿天飛，怎麼連面試官都SB起來了呢？

    大概是這樣的：這位網友面試時被問及了Serializable介面的底層實現原理，因為這是一個標識性的空介面，大部分同學在學習時都秉持著會用就行（說實話，Build哥在這之前也沒怎麼細研究過，都是拿來就用），幾乎不太去關注底層的東西，這位網友亦是如此，在這種情況下，自然回答的心虛，這下可被面試官抓住了把柄，一頓帶有人身攻擊的狂輸出，讓面試現場變成了撕B現場，具體可看聊天截圖😂😂😂

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    基於這位網友的面試經歷，Build哥又趕緊去重新學了一下Serializable關鍵字，以及它背後的實現，別到時候咱也被暴懟，下面咱們一起來重溫一下。

一、序列化與反序列化

首先，我們先來了解一下兩個概念 序列化 與 反序列化 。

  • 序列化： 將Java物件轉換為一個位元組序列（包含物件的資料、物件的型別和物件中儲存的屬性等資訊）的過程，以便於在網路上傳輸或者儲存在檔案中。
  • 反序列化： 是序列化的逆過程，將位元組序列轉為Java物件的過程。

1.1 序列化與反序列化的應用場景

  • 物件在進行網路傳輸（比如遠端方法呼叫 RPC 的時候）之前需要先被序列化，接收到序列化的物件之後需要再進行反序列化；
  • 將物件儲存到檔案（如系統中excle的上傳與下載）之前需要進行序列化，將物件從檔案中讀取出來需要進行反序列化；
  • 將物件儲存到資料庫（如 Redis）之前需要用到序列化，將物件從快取資料庫中讀取出來需要反序列化；
  • 將物件儲存到記憶體之前需要進行序列化，從記憶體中讀取出來之後需要進行反序列化。

序列化與發序列化的流轉過程可參考下圖：
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有個問題，如果在我的物件中，有些變數並不想被序列化應該怎麼辦呢？

答：不想被序列化的變數我們可以使用transient或static關鍵字修飾；transient 關鍵字的作用是阻止例項中那些用此關鍵字修飾的的變數序列化；當物件被反序列化時，被 transient 修飾的變數值不會被持久化和恢復；而static關鍵字修飾的變數並不屬於物件本身，所以也同樣不會被序列化！具體原因，我們在後面會解釋，繼續往下看。

二、Java中的序列流

    為了探討Java物件序列化與反序列化的過程，以及Serializable關鍵字在整個過程中的作用，我們先來提一個 序列流 的概念，剛好我們最近也在寫關於Java IO的相關部落格。

    Java 的序列流（ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream）是一種可以將 Java 物件序列化和反序列化的流。這個屬於基本的位元組輸入流與輸出流的演變，之前的博文中已經介紹了它們的用法，在這裡就不再展開了。

  • ObjectOutputStream：將序列化後的位元組序列寫入到檔案、網路等輸出流中。
  • ObjectInputStream：可以讀取 ObjectOutputStream 寫入的位元組流，並將其反序列化為相應的物件（包含物件的資料、物件的型別和物件中儲存的屬性等資訊）。

三、序列化實戰

    OK，有了上面兩個理論知識作為鋪墊，我們接下來就可以進行序列化的實戰了，首先，我們要先建立一個包含簡單屬性的類，這裡我們建立了一個Person類，裡面有name和age兩個屬性欄位。然後，我們透過ObjectOutputStream流將物件寫出到檔案（序列化），然後再透過ObjectInputStream讀取檔案中的資料，輸出為一個person物件（反序列化）。

話不多說，直接上程式碼：

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //初始化物件資訊
        Person person = new Person();
        person.setName("JavaBuild");
        person.setAge(30);
        System.out.println(person.getName()+" "+person.getAge());

        //序列化過程
        try (ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("E:\\person.txt"));) {
          objectOutputStream.writeObject(person);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //反序列化過程
        try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("E:\\person.txt"));) {
            Person p = (Person) objectInputStream.readObject();
            System.out.println(p.getName() + " " + p.getAge());
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}
class Person {

    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

然後我們執行一下，結果，哦吼！報錯了，提示了NotSerializableException，原因是我們在建立Person類時，並沒有實現Serializable介面。

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很多初學的同學會很奇怪，跟進這個Serializable介面中發現裡面空空如也，為啥我們不實現它就無法進行序列化呢？

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跟著上面報錯中的堆疊資訊，我們進入ObjectOutputStream的writeObject0方法中一探究竟！其中有部分原始碼如下：

// 判斷物件是否為字串型別，如果是，則呼叫 writeString 方法進行序列化
if (obj instanceof String) {
    writeString((String) obj, unshared);
}
// 判斷物件是否為陣列型別，如果是，則呼叫 writeArray 方法進行序列化
else if (cl.isArray()) {
    writeArray(obj, desc, unshared);
}
// 判斷物件是否為列舉型別，如果是，則呼叫 writeEnum 方法進行序列化
else if (obj instanceof Enum) {
    writeEnum((Enum<?>) obj, desc, unshared);
}
// 判斷物件是否為可序列化型別，如果是，則呼叫 writeOrdinaryObject 方法進行序列化
else if (obj instanceof Serializable) {
    writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
}
// 如果物件不能被序列化，則丟擲 NotSerializableException 異常
else {
if (extendedDebugInfo) {
    throw new NotSerializableException(
        cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());
} else {
    throw new NotSerializableException(cl.getName());
}
}

從這段原始碼中我們可以發現，在序列化的時候，writeObject0方法內部會對物件進行型別判斷，包括字串、陣列、列舉或Serializable，這些條件都不滿足的話，就會丟擲NotSerializableException異常，因此，即便Serializable介面什麼都沒有，但需要是初始化的類實現了它的話，就滿足了obj instanceof Serializable，可以進行序列話操作！

我們將上面的測試程式碼中Person類實現Serializable介面後，再看結果：
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序列化與反序列化都成功了，並獲得了預期的列印結果。

那麼它們的具體實現流程是怎麼樣的呢？

  • 序列化： 以 ObjectOutputStream 為例吧，跟如它的原始碼時發現，它在序列化的時候會依次呼叫 writeObject()→writeObject0()→writeOrdinaryObject()→writeSerialData()→invokeWriteObject()→defaultWriteFields()。
  • 反序列化： 以 ObjectInputStream 為例，它在反序列化的時候會依次呼叫 readObject()→readObject0()→readOrdinaryObject()→readSerialData()→defaultReadFields()。

四、總結

由此可見，Serializable 介面之所以定義為空，是因為它只起到了一個標識的作用，告訴程式實現了它的物件是可以被序列化的，但真正序列化和反序列化的操作並不需要它來完成，就像這裡的序列流才是主要實現序列化的驅動器！

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