Java中的基础----序列化与反序列化的作用

2023-11-07

Java提供两种对象持久化的方式,分别序列化和外部序列化。

1)序列化(Serialization):

        在分布式环境下,无论是何种数据,都会以二进制序列的形式在网络上传输。序列化是一种将对象以一连串的字节描述的过程,用于解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。序列化可以将对象的状态写在流里进行网络传输,或保存在文件、数据库里,并在需要时把该流读取出来重新构造一个相同的对象。

要实现序列化的类必须

  • 实现Serialization接口(位于java.lang包中);
  • 使用一个输出流(如FileOutputStream)来构造对象流(如ObjectOutputStream)的对象;
  • 使用该对象的writeObject(Object obj)方法将需要序列化的对象进行写出(即保存其状态)。

PS:由static修饰的类的成员(静态化)或者transient修饰的对象(对象存储时,只是对象的临时数据),被声明为以上两种类型的数据,不能被序列化。


需要序列化的场景:由于序列化的使用会影响系统的性能,因此如果能不使用就尽量不要使用。

  • 需要通过网络来发送对象,或将对象的状态需要被持久化保存到数据库或文件中。
  • 序列化能实现深复制,即复制引用的对象。
2)外部序列化:
Java还提供另外一种实现对象持久化的方法,即外部序列化。接口如下:
public interface Externalization extends Serialization{
    void readExternal(ObjectInput in);
    void readExternal(ObjectOutput out);
}
外部序列化与序列化的区别主要在于(序列化是内置的API,只需要,只需要实现Serialization)、(使用外部序列化时,接口必须由开发人员来实现,由于控制权交给了开发人员,在编程时有更多的灵活性,可能会提高性能)。

3)反序列化:
通俗的讲,就是将流转为对象。

要实现反序列化的类必须

  • 使用一个输如流(如FileOutputStream)来构造对象流(如ObjectInputStream)的对象;
  • 使用该对象的(ObjectInputStream)obj.readObject()方法将需要反序列化的流进行写入(流转为对象)。

详细的序列化和反序列化的实现机制,可以参考下面的菜鸟教程的内容,直接贴出:

以下部分转载自菜鸟教程:http://www.runoob.com/java/java-serialization.html

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。

将序列化对象写入文件之后,可以从文件中读取出来,并且对它进行反序列化,也就是说,对象的类型信息、对象的数据,还有对象中的数据类型可以用来在内存中新建对象。

整个过程都是Java虚拟机(JVM)独立的,也就是说,在一个平台上序列化的对象可以在另一个完全不同的平台上反序列化该对象。

类ObjectInputStream 和ObjectOutputStream是高层次的数据流,它们包含序列化和反序列化对象的方法。

ObjectOutputStream 类包含很多写方法来写各种数据类型,但是一个特别的方法例外:

public final void writeObject(Object x) throws IOException

上面的方法序列化一个对象,并将它发送到输出流。相似的ObjectInputStream 类包含如下反序列化一个对象的方法:

public final Object readObject() throws IOException, 
                                 ClassNotFoundException

该方法从流中取出下一个对象,并将对象反序列化。它的返回值为Object,因此,你需要将它转换成合适的数据类型。

为了演示序列化在Java中是怎样工作的,我将使用之前教程中提到的Employee类,假设我们定义了如下的Employee类,该类实现了Serializable 接口。

public class Employee implements java.io.Serializable
{
   public String name;
   public String address;
   public transient int SSN;
   public int number;
   public void mailCheck()
   {
      System.out.println("Mailing a check to " + name
                           + " " + address);
   }
}

请注意,一个类的对象要想序列化成功,必须满足两个条件:

该类必须实现 java.io.Serializable 对象。

该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不是可序列化的,则该属性必须注明是短暂的。

如果你想知道一个Java标准类是否是可序列化的,请查看该类的文档。检验一个类的实例是否能序列化十分简单, 只需要查看该类有没有实现java.io.Serializable接口。


序列化对象

ObjectOutputStream 类用来序列化一个对象,如下的SerializeDemo例子实例化了一个Employee对象,并将该对象序列化到一个文件中。

该程序执行后,就创建了一个名为employee.ser文件。该程序没有任何输出,但是你可以通过代码研读来理解程序的作用。

注意: 当序列化一个对象到文件时, 按照Java的标准约定是给文件一个.ser扩展名。

import java.io.*;

public class SerializeDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Employee e = new Employee();
      e.name = "Reyan Ali";
      e.address = "Phokka Kuan, Ambehta Peer";
      e.SSN = 11122333;
      e.number = 101;
      try
      {
         FileOutputStream fileOut =
         new FileOutputStream("/tmp/employee.ser");
         ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
         out.writeObject(e);
         out.close();
         fileOut.close();
         System.out.printf("Serialized data is saved in /tmp/employee.ser");
      }catch(IOException i)
      {
          i.printStackTrace();
      }
   }
}

反序列化对象

下面的DeserializeDemo程序实例了反序列化,/tmp/employee.ser存储了Employee对象。

import java.io.*;
public class DeserializeDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Employee e = null;
      try
      {
         FileInputStream fileIn = new FileInputStream("/tmp/employee.ser");
         ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
         e = (Employee) in.readObject();
         in.close();
         fileIn.close();
      }catch(IOException i)
      {
         i.printStackTrace();
         return;
      }catch(ClassNotFoundException c)
      {
         System.out.println("Employee class not found");
         c.printStackTrace();
         return;
      }
      System.out.println("Deserialized Employee...");
      System.out.println("Name: " + e.name);
      System.out.println("Address: " + e.address);
      System.out.println("SSN: " + e.SSN);
      System.out.println("Number: " + e.number);
    }
}

以上程序编译运行结果如下所示:

Deserialized Employee...
Name: Reyan Ali
Address:Phokka Kuan, Ambehta Peer
SSN: 0
Number:101

这里要注意以下要点:

readObject() 方法中的try/catch代码块尝试捕获 ClassNotFoundException异常。对于JVM可以反序列化对象,它必须是能够找到字节码的类。如果JVM在反序列化对象的过程中找不到该类,则抛出一个 ClassNotFoundException异常。

注意,readObject()方法的返回值被转化成Employee引用。

当对象被序列化时,属性SSN的值为111222333,但是因为该属性是短暂的,该值没有被发送到输出流。所以反序列化后Employee对象的SSN属性为0。

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