如何理解Java對象的序列化

來源:文萃谷 2.77W

Java平台允許我們在內存中創建可複用的Java對象,但一般情況下,只有當JVM處於運行時,這些對象才可能存在,即,這些對象的生命週期不會比JVM的生命週期更長。但在現實應用中,就可能要求在JVM停止運行之後能夠保存(持久化)指定的對象,並在將來重新讀取被保存的對象。Java對象序列化就能夠幫助我們實現該功能。下面是小編為大家帶來的如何理解Java對象的序列化,歡迎閲讀

如何理解Java對象的序列化

  一、什麼是Java對象序列化

Java平台允許我們在內存中創建可複用的Java對象,但一般情況下,只有當JVM處於運行時,這些對象才可能存在,即,這些對象的生命週期不會比JVM的生命週期更長。但在現實應用中,就可能要求在JVM停止運行之後能夠保存(持久化)指定的對象,並在將來重新讀取被保存的對象。Java對象序列化就能夠幫助我們實現該功能。

使用Java對象序列化,在保存對象時,會把其狀態保存為一組字節,在未來,再將這些字節組裝成對象。必須注意地是,對象序列化保存的是對象的”狀態”,即它的成員變量。由此可知,對象序列化不會關注類中的靜態變量。

除了在持久化對象時會用到對象序列化之外,當使用RMI(遠程方法調用),或在網絡中傳遞對象時,都會用到對象序列化。Java序列化API為處理對象序列化提供了一個標準機制,該API簡單易用,在本文的後續章節中將會陸續講到。

  二、簡單示例

在Java中,只要一個類實現了alizable接口,那麼它就可以被序列化。此處將創建一個可序列化的類Person,本文中的所有示例將圍繞着該類或其修改版。

Gender類,是一個枚舉類型,表示性別

Gender {

MALE, FEMALE

}

如果熟悉Java枚舉類型的話,應該知道每個枚舉類型都會默認繼承類,而該類實現了Serializable接口,所以枚舉類型對象都是默認可以被序列化的。

Person類,實現了Serializable接口,它包含三個字段:name,String類型;age,Integer類型;gender,Gender類型。另外,還重寫該類的toString()方法,以方便打印Person實例中的內容。

{

String name = ;

Integer age = ;

Gender gender = ;

() {

tln();

}

(String name, Integer age, Gender gender) {

tln();

= name;

= age;

er = gender;

}

String () {

name;

}

(String name) {

= name;

}

Integer () {

age;

}

(Integer age) {

= age;

}

Gender () {

gender;

}

(Gender gender) {

er = gender;

}

String () {

+ name + + age + + gender + ;

}

}

SimpleSerial,是一個簡單的序列化程序,它先將一個Person對象保存到文件中,然後再從該文件中讀出被存儲的Person對象,並打印該對象。

SimpleSerial {

(String[] args) throws Exception {

File file = File();

ObjectOutputStream oout = ObjectOutputStream( FileOutputStream(file));

Person person = Person(, , );

eObject(person);

e();

ObjectInputStream oin = ObjectInputStream( FileInputStream(file));

Object newPerson = Object();

e();

tln(newPerson);

}

}

上述程序的輸出的結果為:

arg

[, 31, ]

此時必須注意的是,當重新讀取被保存的Person對象時,並沒有調用Person的任何構造器,看起來就像是直接使用字節將Person對象還原出來的。

當Person對象被保存到文件中之後,我們可以在其它地方去讀取該文件以還原對象,但必須確保該讀取程序CLASSPATH中包含有s(哪怕在讀取Person對象時並沒有顯示地使用Person類,如上例所示),否則會拋出ClassNotFoundException。

  三、Serializable的作用

為什麼一個類實現了Serializable接口,它就可以被序列化呢?在上節的示例中,使用ObjectOutputStream來持久化對象,在該類中有如下代碼:

(Object obj, unshared) IOException {

(obj String) {

writeString((String) obj, unshared);

} (ray()) {

writeArray(obj, desc, unshared);

} (obj Enum) {

writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);

} (obj Serializable) {

writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);

} {

(extendedDebugInfo) {

NotSerializableException(ame() +

+ ring());

} {

NotSerializableException(ame());

}

}

}

從上述代碼可知,如果被寫對象的類型是String,或數組,或Enum,或Serializable,那麼就可以對該對象進行序列化,否則將拋出NotSerializableException。

  四、默認序列化機制

如果僅僅只是讓某個類實現Serializable接口,而沒有其它任何處理的話,則就是使用默認序列化機制。使用默認機制,在序列化對象時,不僅會序列化當前對象本身,還會對該對象引用的其它對象也進行序列化,同樣地,這些其它對象引用的另外對象也將被序列化,以此類推。所以,如果一個對象包含的成員變量是容器類對象,而這些容器所含有的元素也是容器類對象,那麼這個序列化的過程就會較複雜,開銷也較大。

  五、影響序列化

在現實應用中,有些時候不能使用默認序列化機制。比如,希望在序列化過程中忽略掉敏感數據,或者簡化序列化過程。下面將介紹若干影響序列化的方法。

  1、transient關鍵字

當某個字段被聲明為transient後,默認序列化機制就會忽略該字段。此處將Person類中的age字段聲明為transient,如下所示,

{

Integer age = ;

}

再執行SimpleSerial應用程序,會有如下輸出:

arg

[, , ]

可見,age字段未被序列化。

  2、writeObject()方法與readObject()方法

對於上述已被聲明為transitive的字段age,除了將transitive關鍵字去掉之外,是否還有其它方法能使它再次可被序列化?方法之一就是在Person類中添加兩個方法:writeObject()與readObject(),如下所示:

{

Integer age = ;

(ObjectOutputStream out) IOException {

ultWriteObject();

eInt(age);

}

(ObjectInputStream in) IOException, ClassNotFoundException {

ultReadObject();

age = Int();

}

}

在writeObject()方法中會先調用ObjectOutputStream中的defaultWriteObject()方法,該方法會執行默認的序列化機制,如5.1節所述,此時會忽略掉age字段。然後再調用writeInt()方法顯示地將age字段寫入到ObjectOutputStream中。readObject()的'作用則是針對對象的讀取,其原理與writeObject()方法相同。

再次執行SimpleSerial應用程序,則又會有如下輸出:

arg

[, 31, ]

必須注意地是,writeObject()與readObject()都是private方法,那麼它們是如何被調用的呢?毫無疑問,是使用反射。詳情可見ObjectOutputStream中的writeSerialData方法,以及ObjectInputStream中的readSerialData方法。

  3、Externalizable接口

無論是使用transient關鍵字,還是使用writeObject()和readObject()方法,其實都是基於Serializable接口的序列化。JDK中提供了另一個序列化接口–Externalizable,使用該接口之後,之前基於Serializable接口的序列化機制就將失效。此時將Person類修改成如下,

{

String name = ;

Integer age = ;

Gender gender = ;

() {

tln();

}

(String name, Integer age, Gender gender) {

tln();

= name;

= age;

er = gender;

}

(ObjectOutputStream out) IOException {

ultWriteObject();

eInt(age);

}

(ObjectInputStream in) IOException, ClassNotFoundException {

ultReadObject();

age = Int();

}

(ObjectOutput out) IOException {

}

(ObjectInput in) IOException, ClassNotFoundException {

}

}

此時再執行SimpleSerial程序之後會得到如下結果:

arg

-

[, , ]

從該結果,一方面可以看出Person對象中任何一個字段都沒有被序列化。另一方面,如果細心的話,還可以發現這此次序列化過程調用了Person類的無參構造器。

Externalizable繼承於Serializable,當使用該接口時,序列化的細節需要由程序員去完成。如上所示的代碼,由於writeExternal()與readExternal()方法未作任何處理,那麼該序列化行為將不會保存/讀取任何一個字段。這也就是為什麼輸出結果中所有字段的值均為空。

另外,若使用Externalizable進行序列化,當讀取對象時,會調用被序列化類的無參構造器去創建一個新的對象,然後再將被保存對象的字段的值分別填充到新對象中。這就是為什麼在此次序列化過程中Person類的無參構造器會被調用。由於這個原因,實現Externalizable接口的類必須要提供一個無參的構造器,且它的訪問權限為public。

對上述Person類作進一步的修改,使其能夠對name與age字段進行序列化,但要忽略掉gender字段,如下代碼所示:

{

String name = ;

Integer age = ;

Gender gender = ;

() {

tln();

}

(String name, Integer age, Gender gender) {

tln();

= name;

= age;

er = gender;

}

(ObjectOutputStream out) IOException {

ultWriteObject();

eInt(age);

}

(ObjectInputStream in) IOException, ClassNotFoundException {

ultReadObject();

age = Int();

}

(ObjectOutput out) IOException {

eObject(name);

eInt(age);

}

(ObjectInput in) IOException, ClassNotFoundException {

name = (String) Object();

age = Int();

}

}

執行SimpleSerial之後會有如下結果:

arg

-

[, 31, ]

  4、readResolve()方法

當我們使用Singleton模式時,應該是期望某個類的實例應該是唯一的,但如果該類是可序列化的,那麼情況可能會略有不同。此時對第2節使用的Person類進行修改,使其實現Singleton模式,如下所示:

{

{

Person instatnce = Person(, , );

}

Person () {

atnce;

}

String name = ;

Integer age = ;

Gender gender = ;

() {

tln();

}

(String name, Integer age, Gender gender) {

tln();

= name;

= age;

er = gender;

}

}

同時要修改SimpleSerial應用,使得能夠保存/獲取上述單例對象,並進行對象相等性比較,如下代碼所示:

SimpleSerial {

(String[] args) throws Exception {

File file = File();

ObjectOutputStream oout = ObjectOutputStream( FileOutputStream(file));

//URL:

eObject(nstance());

e();

ObjectInputStream oin = ObjectInputStream( FileInputStream(file));

Object newPerson = Object();

e();

tln(newPerson);

tln(nstance() == newPerson);

}

}

執行上述應用程序後會得到如下結果:

arg

[, 31, ]

值得注意的是,從文件中獲取的Person對象與Person類中的單例對象並不相等。為了能在序列化過程仍能保持單例的特性,可以在Person類中添加一個readResolve()方法,在該方法中直接返回Person的單例對象,如下所示:

{

{

Person instatnce = Person(, , );

}

Person () {

atnce;

}

String name = ;

Integer age = ;

Gender gender = ;

() {

tln();

}

(String name, Integer age, Gender gender) {

tln();

= name;

= age;

er = gender;

}

Object () ObjectStreamException {

atnce;

}

}

再次執行本節的SimpleSerial應用後將有如下輸出:

arg

[, 31, ]

無論是實現Serializable接口,或是Externalizable接口,當從I/O流中讀取對象時,readResolve()方法都會被調用到。實際上就是用readResolve()中返回的對象直接替換在反序列化過程中創建的對象,而被創建的對象則會被垃圾回收掉。

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