如何在Java中實現(xiàn)序列化與反序列化

本篇文章給大家分享的是有關如何在Java中實現(xiàn)序列化與反序列化，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

Java可以用來干什么

Java主要應用于：1. web開發(fā)；2. Android開發(fā)；3. 客戶端開發(fā)；4. 網(wǎng)頁開發(fā)；5. 企業(yè)級應用開發(fā)；6. Java大數(shù)據(jù)開發(fā)；7.游戲開發(fā)等。

1、什么是序列化與反序列化？

序列化 (Serialization)是將對象的狀態(tài)信息轉換為可以存儲或傳輸?shù)男问降倪^程。一般將一個對象存儲至一個儲存媒介，例如檔案或是記億體緩沖等。在網(wǎng)絡傳輸過程中，可以是字節(jié)或是XML等格式。而字節(jié)的或XML編碼格式可以還原完全相等的對象。這個相反的過程又稱為反序列化。

2、Java如何實現(xiàn)序列化和反序列化？

Java對象的序列化和反序列化

在Java中，我們可以通過多種方式來創(chuàng)建對象，并且只要對象沒有被回收我們都可以復用該對象。但是，我們創(chuàng)建出來的這些Java對象都是存在于JVM的堆內(nèi)存中的。只有JVM處于運行狀態(tài)的時候，這些對象才可能存在。一旦JVM停止運行，這些對象的狀態(tài)也就隨之而丟失了。

但是在真實的應用場景中，我們需要將這些對象持久化下來，并且能夠在需要的時候把對象重新讀取出來。Java的對象序列化可以幫助我們實現(xiàn)該功能。

對象序列化機制（object serialization）是Java語言內(nèi)建的一種對象持久化方式，通過對象序列化，可以把對象的狀態(tài)保存為字節(jié)數(shù)組，并且可以在有需要的時候將這個字節(jié)數(shù)組通過反序列化的方式再轉換成對象。對象序列化可以很容易的在JVM中的活動對象和字節(jié)數(shù)組（流）之間進行轉換。

在Java中，對象的序列化與反序列化被廣泛應用到RMI(遠程方法調用)及網(wǎng)絡傳輸中。

在Java中，只要一個類實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。這里先來一段代碼：

code 1 創(chuàng)建一個User類，用于序列化及反序列化

public class User implements Serializable{
    private String name;
    private int age;
    private Date birthday;
    private transient String gender;
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;
 
    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;
    }
 
    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }
 
    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
 
    public String getGender() {
        return gender;
    }
 
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", gender=" + gender +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}

code 2 對User進行序列化及反序列化的Demo 

public class SerializableDemo {
 
    public static void main(String[] args) {
        //Initializes The Object
        User user = new User();
        user.setName("hollis");
        user.setGender("male");
        user.setAge(23);
        user.setBirthday(new Date());
        System.out.println(user);
 
        //Write Obj to File
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
            oos.writeObject(user);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(oos);
        }
 
        //Read Obj from File
        File file = new File("tempFile");
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
            User newUser = (User) ois.readObject();
            System.out.println(newUser);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            IOUtils.closeQuietly(ois);
            try {
                FileUtils.forceDelete(file);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
 
    }
}
//output 
//User{name='hollis', age=23, gender=male, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}
//User{name='hollis', age=23, gender=null, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}

1、在Java中，只要一個類實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。

2、通過ObjectOutputStream和ObjectInputStream對對象進行序列化及反序列化

3、虛擬機是否允許反序列化，不僅取決于類路徑和功能代碼是否一致，一個非常重要的一點是兩個類的序列化 ID 是否一致（就是 private static final long serialVersionUID）

4、序列化并不保存靜態(tài)變量。

5、要想將父類對象也序列化，就需要讓父類也實現(xiàn)Serializable 接口。

6、Transient 關鍵字的作用是控制變量的序列化，在變量聲明前加上該關鍵字，可以阻止該變量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 變量的值被設為初始值，如 int 型的是 0，對象型的是 null。

7、服務器端給客戶端發(fā)送序列化對象數(shù)據(jù)，對象中有一些數(shù)據(jù)是敏感的，比如密碼字符串等，希望對該密碼字段在序列化時，進行加密，而客戶端如果擁有解密的密鑰，只有在客戶端進行反序列化時，才可以對密碼進行讀取，這樣可以一定程度保證序列化對象的數(shù)據(jù)安全。

3、如何自定義序列化和反序列化呢？

code 3

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
    private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
    transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
    private int size;
}

帶著這個問題，我們來看java.util.ArrayList的源碼從上面的代碼中可以知道ArrayList實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么我們就可以對它進行序列化及反序列化。因為elementData是transient的，所以我們認為這個成員變量不會被序列化而保留下來。我們寫一個Demo，驗證一下我們的想法：

code4

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        List<String> stringList = new ArrayList<String>();
        stringList.add("hello");
        stringList.add("world");
        stringList.add("hollis");
        stringList.add("chuang");
        System.out.println("init StringList" + stringList);
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("stringlist"));
        objectOutputStream.writeObject(stringList);
 
        IOUtils.close(objectOutputStream);
        File file = new File("stringlist");
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
        List<String> newStringList = (List<String>)objectInputStream.readObject();
        IOUtils.close(objectInputStream);
        if(file.exists()){
            file.delete();
        }
        System.out.println("new StringList" + newStringList);
    }
//init StringList[hello, world, hollis, chuang]
//new StringList[hello, world, hollis, chuang]

了解ArrayList的人都知道，ArrayList底層是通過數(shù)組實現(xiàn)的。那么數(shù)組elementData其實就是用來保存列表中的元素的。通過該屬性的聲明方式我們知道，他是無法通過序列化持久化下來的。那么為什么code 4的結果卻通過序列化和反序列化把List中的元素保留下來了呢？ 

4、writeObject和readObject方法

在ArrayList中定義了來個方法： writeObject和readObject。

這里先給出結論:

在序列化過程中，如果被序列化的類中定義了writeObject 和 readObject 方法，虛擬機會試圖調用對象類里的 writeObject 和 readObject 方法，進行用戶自定義的序列化和反序列化。

如果沒有這樣的方法，則默認調用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。

用戶自定義的 writeObject 和 readObject 方法可以允許用戶控制序列化的過程，比如可以在序列化的過程中動態(tài)改變序列化的數(shù)值。

那么為什么ArrayList要用這種方式來實現(xiàn)序列化呢？ 

why transient

ArrayList實際上是動態(tài)數(shù)組，每次在放滿以后自動增長設定的長度值，如果數(shù)組自動增長長度設為100，而實際只放了一個元素，那就會序列化99個null元素。為了保證在序列化的時候不會將這么多null同時進行序列化，ArrayList把元素數(shù)組設置為transient。

why writeObject and readObject

前面說過，為了防止一個包含大量空對象的數(shù)組被序列化，為了優(yōu)化存儲，所以，ArrayList使用transient來聲明elementData。 但是，作為一個集合，在序列化過程中還必須保證其中的元素可以被持久化下來，所以，通過重寫writeObject 和 readObject方法的方式把其中的元素保留下來。

writeObject方法把elementData數(shù)組中的元素遍歷的保存到輸出流（ObjectOutputStream）中。

readObject方法從輸入流（ObjectInputStream）中讀出對象并保存賦值到elementData數(shù)組中

至此，我們先試著來回答剛剛提出的問題：

如何自定義的序列化和反序列化策略

答：可以通過在被序列化的類中增加writeObject 和 readObject方法。那么問題又來了：

雖然ArrayList中寫了writeObject 和 readObject 方法，但是這兩個方法并沒有顯示的被調用啊。

那么如果一個類中包含writeObject 和 readObject 方法，那么這兩個方法是怎么被調用的呢?

在使用ObjectOutputStream的writeObject方法和ObjectInputStream的readObject方法時，會通過反射的方式調用。

5、serializable接口

類通過實現(xiàn) java.io.Serializable 接口以啟用其序列化功能。未實現(xiàn)此接口的類將無法使其任何狀態(tài)序列化或反序列化?？尚蛄谢惖乃凶宇愋捅旧矶际强尚蛄谢?。序列化接口沒有方法或字段，僅用于標識可序列化的語義。

該接口并沒有字段和方法，為什么只有實現(xiàn)了該接口的對象才能被序列化呢？

在進行序列化操作時，會判斷要被序列化的類是否是Enum、Array和Serializable類型，如果不是則直接拋出NotSerializableException。

序列化ID：

private static final long serialVersionUID = 1L;

序列化 ID在 IDE 下提供了兩種生成策略，一個設為固定的 1L，另一個是隨機生成一個不重復的 long 類型數(shù)據(jù)（實際上是使用 JDK 工具生成）。一般如果沒有特殊需求，用默認的 1L 就可以，這樣可以確保反序列化成功。因為不同的序列化id之間不能進行序列化和反序列化。

以上就是如何在Java中實現(xiàn)序列化與反序列化，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降摹ＯＭ隳芡ㄟ^這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注億速云行業(yè)資訊頻道。