怎么實現(xiàn)Serializable的空接口

這篇文章主要講解了“怎么實現(xiàn)Serializable的空接口”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“怎么實現(xiàn)Serializable的空接口”吧！

01、先來點理論

Java 序列化是 JDK 1.1 時引入的一組開創(chuàng)性的特性，用于將 Java 對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，便于存儲或傳輸。此后，仍然可以將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換回 Java 對象原有的狀態(tài)。

序列化的思想是“凍結(jié)”對象狀態(tài)，然后寫到磁盤或者在網(wǎng)絡(luò)中傳輸；反序列化的思想是“解凍”對象狀態(tài)，重新獲得可用的 Java 對象。

再來看看序列化 Serializbale 接口的定義：

public interface Serializable {  }

明明就一個空的接口嘛，竟然能夠保證實現(xiàn)了它的“類的對象”被序列化和反序列化？

02、再來點實戰(zhàn)

在回答上述問題之前，我們先來創(chuàng)建一個類（只有兩個字段，和對應(yīng)的 getter/setter），用于序列化和反序列化。

class Wanger {      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;      }  }

再來創(chuàng)建一個測試類，通過 ObjectOutputStream 將“18 歲的王二”寫入到文件當(dāng)中，實際上就是一種序列化的過程；再通過 ObjectInputStream 將“18 歲的王二”從文件中讀出來，實際上就是一種反序列化的過程。

public class Test {      public static void main(String[] args) {        // 初始化          Wanger wanger = new Wanger();          wanger.setName("王二");          wanger.setAge(18);          System.out.println(wanger);          // 把對象寫到文件中          try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("chenmo"));){              oos.writeObject(wanger);          } catch (IOException e) {              e.printStackTrace();          }          // 從文件中讀出對象          try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("chenmo")));){              Wanger wanger1 = (Wanger) ois.readObject();              System.out.println(wanger1);          } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {              e.printStackTrace();          }      }  }

不過，由于 Wanger 沒有實現(xiàn) Serializbale 接口，所以在運行測試類的時候會拋出異常，堆棧信息如下：

java.io.NotSerializableException: com.cmower.java_demo.xuliehua.Wanger      at java.io.ObjectOutputStream.writeObject0(ObjectOutputStream.java:1184)      at java.io.ObjectOutputStream.writeObject(ObjectOutputStream.java:348)      at com.cmower.java_demo.xuliehua.Test.main(Test.java:21)

順著堆棧信息，我們來看一下 ObjectOutputStream 的 writeObject0() 方法。其部分源碼如下：

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 new NotSerializableException(cl.getName());      }  }

也就是說，ObjectOutputStream 在序列化的時候，會判斷被序列化的對象是哪一種類型，字符串？數(shù)組？枚舉？還是 Serializable，如果全都不是的話，拋出 NotSerializableException。

假如 Wanger 實現(xiàn)了 Serializable 接口，就可以序列化和反序列化了。

class Wanger implements Serializable{      private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;      private String name;      private int age;  }

具體怎么序列化呢？

以 ObjectOutputStream 為例吧，它在序列化的時候會依次調(diào)用 writeObject()→writeObject0()→writeOrdinaryObject()→writeSerialData()→invokeWriteObject()→defaultWriteFields()。

private void defaultWriteFields(Object obj, ObjectStreamClass desc)          throws IOException      {          Class<?> cl = desc.forClass();          desc.checkDefaultSerialize();          int primDataSize = desc.getPrimDataSize();          desc.getPrimFieldValues(obj, primVals);          bout.write(primVals, 0, primDataSize, false);          ObjectStreamField[] fields = desc.getFields(false);          Object[] objVals = new Object[desc.getNumObjFields()];          int numPrimFields = fields.length - objVals.length;          desc.getObjFieldValues(obj, objVals);          for (int i = 0; i < objVals.length; i++) {              try {                  writeObject0(objVals[i],                               fields[numPrimFields + i].isUnshared());              }          }      }

那怎么反序列化呢？

以 ObjectInputStream 為例，它在反序列化的時候會依次調(diào)用 readObject()→readObject0()→readOrdinaryObject()→readSerialData()→defaultReadFields()。

private void defaultWriteFields(Object obj, ObjectStreamClass desc)          throws IOException      {          Class<?> cl = desc.forClass();          desc.checkDefaultSerialize();          int primDataSize = desc.getPrimDataSize();          desc.getPrimFieldValues(obj, primVals);          bout.write(primVals, 0, primDataSize, false);          ObjectStreamField[] fields = desc.getFields(false);          Object[] objVals = new Object[desc.getNumObjFields()];          int numPrimFields = fields.length - objVals.length;          desc.getObjFieldValues(obj, objVals);          for (int i = 0; i < objVals.length; i++) {              try {                  writeObject0(objVals[i],                               fields[numPrimFields + i].isUnshared());              }          }      }

我想看到這，你應(yīng)該會恍然大悟的“哦”一聲了。Serializable 接口之所以定義為空，是因為它只起到了一個標(biāo)識的作用，告訴程序?qū)崿F(xiàn)了它的對象是可以被序列化的，但真正序列化和反序列化的操作并不需要它來完成。

03、再來點注意事項

開門見山的說吧，static 和 transient 修飾的字段是不會被序列化的。

為什么呢？我們先來證明，再來解釋原因。

首先，在 Wanger 類中增加兩個字段。

class Wanger implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;      private String name;      private int age;      public static String pre = "沉默";      transient String meizi = "王三";      @Override      public String toString() {          return "Wanger{" + "name=" + name + ",age=" + age + ",pre=" + pre + ",meizi=" + meizi + "}";      }  }

其次，在測試類中打印序列化前和反序列化后的對象，并在序列化后和反序列化前改變 static 字段的值。具體代碼如下：

class Wanger implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;      private String name;      private int age;      public static String pre = "沉默";      transient String meizi = "王三";      @Override      public String toString() {          return "Wanger{" + "name=" + name + ",age=" + age + ",pre=" + pre + ",meizi=" + meizi + "}";      }  }

從結(jié)果的對比當(dāng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)：

1）序列化前，pre 的值為“沉默”，序列化后，pre 的值修改為“不沉默”，反序列化后，pre 的值為“不沉默”，而不是序列化前的狀態(tài)“沉默”。

為什么呢？因為序列化保存的是對象的狀態(tài)，而 static 修飾的字段屬于類的狀態(tài)，因此可以證明序列化并不保存 static 修飾的字段。

2）序列化前，meizi 的值為“王三”，反序列化后，meizi 的值為 null，而不是序列化前的狀態(tài)“王三”。

為什么呢？transient 的中文字義為“臨時的”（論英語的重要性），它可以阻止字段被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 字段的值被設(shè)為初始值，比如 int 型的初始值為 0，對象型的初始值為 null。

如果想要深究源碼的話，你可以在 ObjectStreamClass 中發(fā)現(xiàn)下面這樣的代碼：

private static ObjectStreamField[] getDefaultSerialFields(Class<?> cl) {      Field[] clclFields = cl.getDeclaredFields();      ArrayList<ObjectStreamField> list = new ArrayList<>();      int mask = Modifier.STATIC | Modifier.TRANSIENT;      int size = list.size();      return (size == 0) ? NO_FIELDS :          list.toArray(new ObjectStreamField[size]);  }

看到 Modifier.STATIC | Modifier.TRANSIENT，是不是感覺更好了呢？

04、再來點干貨

除了 Serializable 之外，Java 還提供了一個序列化接口 Externalizable（念起來有點拗口）。

兩個接口有什么不一樣的嗎？試一試就知道了。

首先，把 Wanger 類實現(xiàn)的接口  Serializable 替換為 Externalizable。

class Wanger implements Externalizable {      private String name;      private int age;      public Wanger() {      }      public String getName() {          return name;      }      @Override      public String toString() {          return "Wanger{" + "name=" + name + ",age=" + age + "}";      }      @Override      public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {      }      @Override      public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {      }  }

實現(xiàn) Externalizable 接口的 Wanger 類和實現(xiàn) Serializable 接口的 Wanger 類有一些不同：

1）新增了一個無參的構(gòu)造方法。

使用 Externalizable 進行反序列化的時候，會調(diào)用被序列化類的無參構(gòu)造方法去創(chuàng)建一個新的對象，然后再將被保存對象的字段值復(fù)制過去。否則的話，會拋出以下異常：

java.io.InvalidClassException: com.cmower.java_demo.xuliehua1.Wanger; no valid constructor      at java.io.ObjectStreamClass$ExceptionInfo.newInvalidClassException(ObjectStreamClass.java:150)      at java.io.ObjectStreamClass.checkDeserialize(ObjectStreamClass.java:790)      at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1782)      at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1353)      at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:373)      at com.cmower.java_demo.xuliehua1.Test.main(Test.java:27)

2）新增了兩個方法 writeExternal() 和 readExternal()，實現(xiàn) Externalizable 接口所必須的。

然后，我們再在測試類中打印序列化前和反序列化后的對象。

// 初始化  Wanger wanger = new Wanger();  wanger.setName("王二");  wanger.setAge(18);  System.out.println(wanger);  // 把對象寫到文件中  try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("chenmo"));) {      oos.writeObject(wanger);  } catch (IOException e) {      e.printStackTrace();  }  // 從文件中讀出對象  try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("chenmo")));) {      Wanger wanger1 = (Wanger) ois.readObject();      System.out.println(wanger1);  } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {      e.printStackTrace();  }  // Wanger{name=王二,age=18}  // Wanger{name=null,age=0}

從輸出的結(jié)果看，反序列化后得到的對象字段都變成了默認(rèn)值，也就是說，序列化之前的對象狀態(tài)沒有被“凍結(jié)”下來。

為什么呢？因為我們沒有為 Wanger 類重寫具體的 writeExternal() 和 readExternal() 方法。那該怎么重寫呢？

@Override  public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {      out.writeObject(name);      out.writeInt(age);  }  @Override  public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {      name = (String) in.readObject();      age = in.readInt();  }

1）調(diào)用 ObjectOutput 的 writeObject() 方法將字符串類型的 name 寫入到輸出流中；

2）調(diào)用 ObjectOutput 的 writeInt() 方法將整型的 age 寫入到輸出流中；

3）調(diào)用 ObjectInput 的 readObject() 方法將字符串類型的 name 讀入到輸入流中；

4）調(diào)用 ObjectInput 的 readInt() 方法將字符串類型的 age 讀入到輸入流中；

再運行一次測試了類，你會發(fā)現(xiàn)對象可以正常地序列化和反序列化了。

序列化前：Wanger{name=王二,age=18}

序列化后：Wanger{name=王二,age=18}

05、再來點甜點

讓我先問問你吧，你知道 private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L; 這段代碼的作用嗎？

嗯……

serialVersionUID 被稱為序列化 ID，它是決定 Java 對象能否反序列化成功的重要因子。在反序列化時，Java 虛擬機會把字節(jié)流中的 serialVersionUID 與被序列化類中的 serialVersionUID 進行比較，如果相同則可以進行反序列化，否則就會拋出序列化版本不一致的異常。

當(dāng)一個類實現(xiàn)了 Serializable 接口后，IDE 就會提醒該類最好產(chǎn)生一個序列化 ID，就像下面這樣：

1）添加一個默認(rèn)版本的序列化 ID：

private static final long serialVersionUID = 1L。

2）添加一個隨機生成的不重復(fù)的序列化 ID。

private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;

3）添加 @SuppressWarnings 注解。

@SuppressWarnings("serial")

怎么選擇呢？

首先，我們采用第二種辦法，在被序列化類中添加一個隨機生成的序列化 ID。

class Wanger implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;      private String name;      private int age;      // 其他代碼忽略  }

然后，序列化一個 Wanger 對象到文件中。

// 初始化  Wanger wanger = new Wanger();  wanger.setName("王二");  wanger.setAge(18);  System.out.println(wanger);  // 把對象寫到文件中  try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("chenmo"));) {      oos.writeObject(wanger);  } catch (IOException e) {      e.printStackTrace();  }

這時候，我們悄悄地把 Wanger 類的序列化 ID 偷梁換柱一下，嘿嘿。

// private static final long serialVersionUID = -2095916884810199532L;  private static final long serialVersionUID = -2095916884810199533L;

好了，準(zhǔn)備反序列化吧。

try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("chenmo")));) {      Wanger wanger = (Wanger) ois.readObject();      System.out.println(wanger);  } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {      e.printStackTrace();  }

哎呀，出錯了。

java.io.InvalidClassException:  local class incompatible: stream classdesc   serialVersionUID = -2095916884810199532,  local class serialVersionUID = -2095916884810199533      at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1521)      at com.cmower.java_demo.xuliehua1.Test.main(Test.java:27)

異常堆棧信息里面告訴我們，從持久化文件里面讀取到的序列化 ID 和本地的序列化 ID 不一致，無法反序列化。

那假如我們采用第三種方法，為 Wanger 類添加個 @SuppressWarnings("serial") 注解呢？

@SuppressWarnings("serial")  class Wanger3 implements Serializable {  // 省略其他代碼  }

好了，再來一次反序列化吧。可惜依然報錯。

java.io.InvalidClassException:  local class incompatible: stream classdesc   serialVersionUID = -2095916884810199532,   local class serialVersionUID = -3818877437117647968      at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1521)      at com.cmower.java_demo.xuliehua1.Test.main(Test.java:27)

異常堆棧信息里面告訴我們，本地的序列化 ID 為 -3818877437117647968，和持久化文件里面讀取到的序列化 ID 仍然不一致，無法反序列化。這說明什么呢？使用 @SuppressWarnings("serial") 注解時，該注解會為被序列化類自動生成一個隨機的序列化 ID。

由此可以證明，Java 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，還有一個非常重要的因素就是序列化 ID 是否一致。

也就是說，如果沒有特殊需求，采用默認(rèn)的序列化 ID（1L）就可以，這樣可以確保代碼一致時反序列化成功。

class Wanger implements Serializable {      private static final long serialVersionUID = 1L;  // 省略其他代碼  }

感謝各位的閱讀，以上就是“怎么實現(xiàn)Serializable的空接口”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對怎么實現(xiàn)Serializable的空接口這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！