java中 serializable_java--Serializable理解与总结

2023-05-16

本来这一章打算探讨字节码中关于method的解析的,但是,这个周末都在看公主准则。而且在看hashmap的源码的时候,遇到了一个新的问题,所以这里先来讲一下在java中io流非常重要的一个环节,Serializable接口的理解与总结。

1)什么是java对象的序列化。

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)简单实例

在java中,只要实现了java.io.Serializable接口,那么这个对象就可以序列化。此处将创建一个课序列化的类person。

package testSeri;importjava.io.Serializable;public class Person implementsSerializable {private String name=null;private Integer age=null;private Gender gender=null;publicPerson(){

System.out.println("non-arg constructor");

}publicPerson(String name,Integer age,Gender gender){

System.out.println("arg constructor");this.name=name;this.age=age;this.gender=gender;

}publicString getName(){returnname;

}publicInteger getAge(){returnage;

}publicGender getGender(){returngender;

}public voidsetName(String name){this.name=name;

}public voidsetAge(Integer age){this.age=age;

}public voidsetGender(Gender gender){this.gender=gender;

}publicString toString(){return "["+name+",age "+age+",gender "+gender+"]";

}

}

这个person类应用了Serializable接口,然后我们对这个类进行应用:

package testSeri;import java.io.*;public classSerializibleTest {public static voidmain(String args[]) throws Exception{

File file=new File("person.out");

ObjectOutputStream oout=new ObjectOutputStream(newFileOutputStream(file));

Person person=new Person("fuck",10,Gender.MALE);

oout.writeObject(person);

oout.close();

ObjectInputStream oin=new ObjectInputStream(newFileInputStream(file));Object newPerson=oin.readObject();

oin.close();

System.out.println(newPerson);

}

}

这个时候,输出结果如图:

c14ec8c5a8f765bf48a50df3e3fad556.png

注意!!这个时候没有调用任何person的构造器,但是我们在读取并识别保存了这个类的文件的时候,我们必须在项目里面包含person.class这个文件,不然我们无法直接读出这个文件包含的对象信息。

3)Serializable的作用

延续了这个接口就能被序列化的原因,是在writeobject0这个方法里面包含了对serializable接口对象的判断,从代码可以看出来,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。

private void writeObject0(Object obj, booleanunshared) throws IOException {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 newNotSerializableException(cl.getName());

}

}

}

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

本来在我学习hashmap的时候,遇到的就是这个影响序列化的问题,然后才引出了这一片文章。

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

如果我们将上面Person类中的age信息设置为transient标示。代码如下:

transient private Integer age = null;

这个时候,我们的运行结果如下:

18e8e4f46dae33b96ba7ce7307bc057f.png

我们可以看见,age没有被序列化,所以也未能读取。(这里有个非常有趣的问题,这里怎么判断是序列化还是反序列化的时候产生的null数值。其实我们用之前的方法去看person.out文件会发现,这个文件没有关于age的任何信息,虽然这仍然是一个16进制文件,查看规则虽然不明确,但是还是看得出来的)。

5.2writeObject()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:

package testSeri;importjava.io.ObjectOutputStream;import java.io.*;public class Person implementsSerializable {private String name=null;private transient Integer age=null;private Gender gender=null;publicPerson(){

System.out.println("non-arg constructor");

}publicPerson(String name,Integer age,Gender gender){

System.out.println("arg constructor");this.name=name;this.age=age;this.gender=gender;

}publicString getName(){returnname;

}publicInteger getAge(){returnage;

}publicGender getGender(){returngender;

}public voidsetName(String name){this.name=name;

}public voidsetAge(Integer age){this.age=age;

}public voidsetGender(Gender gender){this.gender=gender;

}publicString toString(){return "["+name+",age "+age+",gender "+gender+"]";

}private voidwriteObject(ObjectOutputStream out) throws IOException{

out.defaultWriteObject();

out.writeInt(age);

}private void readObject(ObjectInputStream in)throws IOException,ClassNotFoundException{in.defaultReadObject();

age=in.readInt();

}

}

至于怎么会使用到private方法。当然使用反射机制啦。具体的可以进去ObjectOutputStream的源码进行查看。(jdk文档绝对是我们最好的老师)

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,

package testSeri;import java.io.*;public class Person implementsExternalizable {private String name=null;private transient Integer age=null;private Gender gender=null;publicPerson(){

System.out.println("non-arg constructor");

}publicPerson(String name,Integer age,Gender gender){

System.out.println("arg constructor");this.name=name;this.age=age;this.gender=gender;

}publicString getName(){returnname;

}publicInteger getAge(){returnage;

}publicGender getGender(){returngender;

}public voidsetName(String name){this.name=name;

}public voidsetAge(Integer age){this.age=age;

}public voidsetGender(Gender gender){this.gender=gender;

}publicString toString(){return "["+name+",age "+age+",gender "+gender+"]";

}private voidwriteObject(ObjectOutputStream out) throws IOException{

out.defaultWriteObject();

out.writeInt(age);

}private void readObject(ObjectInputStream in)throws IOException,ClassNotFoundException{in.defaultReadObject();

age=in.readInt();

}

@Overridepublic voidwriteExternal(ObjectOutput out) throws IOException {//TODO Auto-generated method stub

}

@Overridepublic void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {//TODO Auto-generated method stub

}

}

这个时候,结果就变成了如下:

b8050c5050c9b15d803f13bc53a30606.png

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。

package testSeri;import java.io.*;public class Person implementsExternalizable {private String fname=null;private String lname=null;private transient Integer age=null;private Gender gender=null;publicPerson(){

System.out.println("non-arg constructor");

}publicPerson(String name,Integer age,Gender gender){

System.out.println("arg constructor");this.fname=name;this.age=age;this.gender=gender;this.lname="haha";

}publicString getName(){returnfname;

}publicInteger getAge(){returnage;

}publicGender getGender(){returngender;

}public voidsetName(String name){this.fname=name;

}public voidsetAge(Integer age){this.age=age;

}public voidsetGender(Gender gender){this.gender=gender;

}publicString toString(){return "["+fname+" "+lname+",age "+age+",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();

}*/@Overridepublic voidwriteExternal(ObjectOutput out) throws IOException {//TODO Auto-generated method stub

out.writeObject(fname);

out.writeObject(lname);

out.writeObject(age);

}

@Overridepublic void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {//TODO Auto-generated method stub

fname=(String) in.readObject();

lname=(String) in.readObject();

age=(Integer) in.readObject();

}

}

我们同样能够看到,对相同类型的参数序列化和反序列化,jvm都能够识别到底是哪一个数据是我们需要的,当然前提是这个对象的类包含在这个项目的代码中。

其结果如下:

4f6ac6ae3b82fdcd2aad7c0fe5eed12e.png

---------------------------(以下内容摘自http://blog.csdn.net/dreamtdp/article/details/15378329,并且本文以此为基础进行学习的,相信这篇文章更详细,语言描述也更清楚)

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:

public class Person implements Serializable {

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;

}

9b8a8a44dd1c74ae49c20a7cd451974e.png

}

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 class SimpleSerial {

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:

arg constructor

[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:

public class Person implements Serializable {

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;

}

9b8a8a44dd1c74ae49c20a7cd451974e.png

}

再次执行本节的SimpleSerial应用后将有如下输出:

arg constructor

[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。

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