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Java对象的序列化和反序列化

2016-07-23

  在很多应用中,需要对某些对象进行序列化,让它们离开内存空间,入住物理硬盘,以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象,当有 10万用户并发访问,就有可能出现10万个Session对象,内存可能吃不消,于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中

一、序列化和反序列化的概念

把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化
  把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化
  对象的序列化主要有两种用途:
  1) 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上,通常存放在一个文件中;
  2) 在网络上传送对象的字节序列。

在很多应用中,需要对某些对象进行序列化,让它们离开内存空间,入住物理硬盘,以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象,当有 10万用户并发访问,就有可能出现10万个Session对象,内存可能吃不消,于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中,等要用了,再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。

当两个进程在进行远程通信时,彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据,都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列,才能在网络上传送;接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

二、JDK类库中的序列化API

java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流,它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化,把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
  java.io.ObjectInputStream代表对象输入流,它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列,再把它们反序列化为一个对象,并将其返回。
  只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口,实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为,而仅实现Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。
  对象序列化包括如下步骤:
  1) 创建一个对象输出流,它可以包装一个其他类型的目标输出流,如文件输出流;
  2) 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。

  对象反序列化的步骤如下:
  1) 创建一个对象输入流,它可以包装一个其他类型的源输入流,如文件输入流;
  2) 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。

三、serialVersionUID的作用

1 private static final long serialVersionUID

实现Serializable接口的类如果类中没有添加serialVersionUID,那么就会出现如下的警告提示

\

用鼠标点击\就会弹出生成serialVersionUID的对话框,如下图所示:

\

serialVersionUID有两种生成方式:

采用\这种方式生成的serialVersionUID是1L,例如:

1 private static final long serialVersionUID = 1L;

采用\这种方式生成的serialVersionUID是根据类名,接口名,方法和属性等来生成的,例如:

1 private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;

添加了之后就不会出现那个警告提示了,如下所示:

\

扯了那么多,那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢,我们用如下的例子来说明一下serialVersionUID的作用,看下面的代码:

 1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.FileNotFoundException;
 4 import java.io.FileOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.ObjectInputStream;
 7 import java.io.ObjectOutputStream;
 8 import java.io.Serializable;
 9 
10 public class TestSerialversionUID {
11 
12     public static void main(String[] args) throws Exception {
13         SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
14         Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
15         System.out.println(customer);
16     }
17 
18     /**
19      * MethodName: SerializeCustomer 
20      * Description: 序列化Customer对象
21      * @author xudp
22      * @throws FileNotFoundException
23      * @throws IOException
24      */
25     private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
26             IOException {
27         Customer customer = new Customer("gacl",25);
28         // ObjectOutputStream 对象输出流
29         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
30                 new File("E:/Customer.txt")));
31         oo.writeObject(customer);
32         System.out.println("Customer对象序列化成功!");
33         oo.close();
34     }
35 
36     /**
37      * MethodName: DeserializeCustomer 
38      * Description: 反序列Customer对象
39      * @author xudp
40      * @return
41      * @throws Exception
42      * @throws IOException
43      */
44     private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
45         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
46                 new File("E:/Customer.txt")));
47         Customer customer = (Customer) ois.readObject();
48         System.out.println("Customer对象反序列化成功!");
49         return customer;
50     }
51 }
52 
53 /**
54  * 

ClassName: Customer

55 *

Description: Customer实现了Serializable接口,可以被序列化

56 * @author xudp 57 * @version 1.0 V 58 * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17 59 */ 60 class Customer implements Serializable { 61 //Customer类中没有定义serialVersionUID 62 private String name; 63 private int age; 64 65 public Customer(String name, int age) { 66 this.name = name; 67 this.age = age; 68 } 69 70 /* 71 * @MethodName toString 72 * @Description 重写Object类的toString()方法 73 * @author xudp 74 * @return string 75 * @see java.lang.Object#toString() 76 */ 77 @Override 78 public String toString() { 79 return "name=" + name + ", age=" + age; 80 } 81 }

运行结果:

\\

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类,添加多一个sex属性,如下:

 1 class Customer implements Serializable {
 2     //Customer类中没有定义serialVersionUID
 3     private String name;
 4     private int age;
 5 
 6     //新添加的sex属性
 7     private String sex;
 8     
 9     public Customer(String name, int age) {
10         this.name = name;
11         this.age = age;
12     }
13     
14     public Customer(String name, int age,String sex) {
15         this.name = name;
16         this.age = age;
17         this.sex = sex;
18     }
19 
20     /*
21      * @MethodName toString
22      * @Description 重写Object类的toString()方法
23      * @author xudp
24      * @return string
25      * @see java.lang.Object#toString()
26      */
27     @Override
28     public String toString() {
29         return "name=" + name + ", age=" + age;
30     }
31 }

  然后执行反序列操作,此时就会抛出如下的异常信息:

1 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 
2 local class incompatible: 
3 stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 
4 local class serialVersionUID = -5182532647273106745

  意思就是说,文件流中的class和classpath中的class,也就是修改过后的class,不兼容了,处于安全机制考虑,程序抛出了错误,并且拒绝载入。那么如果我们真的有需求要在序列化后添加一个字段或者方法呢?应该怎么办?那就是自己去指定serialVersionUID。在TestSerialversionUID例子中,没有指定Customer类的serialVersionUID的,那么java编译器会自动给这个class进行一个摘要算法,类似于指纹算法,只要这个文件 多一个空格,得到的UID就会截然不同的,可以保证在这么多类中,这个编号是唯一的。所以,添加了一个字段后,由于没有显指定 serialVersionUID,编译器又为我们生成了一个UID,当然和前面保存在文件中的那个不会一样了,于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此,只要我们自己指定了serialVersionUID,就可以在序列化后,去添加一个字段,或者方法,而不会影响到后期的还原,还原后的对象照样可以使用,而且还多了方法或者属性可以用。

  下面继续修改Customer类,给Customer指定一个serialVersionUID,修改后的代码如下:

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     //private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     /*public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }*/
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

  重新执行序列化操作,将Customer对象序列化到本地硬盘的Customer.txt文件存储,然后修改Customer类,添加sex属性,修改后的Customer类代码如下:

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

执行反序列操作,这次就可以反序列成功了,如下所示:

\

四、serialVersionUID的取值

serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改,再重新编译,新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
  类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现,对于同一个类,用不同的Java编译器编译,有可能会导致不同的 serialVersionUID,也有可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性,强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID,为它赋予明确的值

显式地定义serialVersionUID有两种用途:
    1、 在某些场合,希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID;
    2、 在某些场合,不希望类的不同版本对序列化兼容,因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。

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