详解Java的序列化和反序列化

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1. 概述

序列化：把Java对象转换为字节序列的过程。

反序列化：把字节序列恢复为Java对象的过程。

对象的序列化主要有两种用途：

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；（持久化对象）
在网络上传送对象的字节序列。（网络传输对象）

2. 使用

要想实现序列化，必须要实现下面两个接口之一：

Serializable ：
- 一个对象想要被序列化，那么它的类就要实现此接口
- 这个对象的所有属性（包括private属性、包括其引用的对象）都可以被序列化和反序列化来保存、传递。
- 不想序列化的字段可以使用transient修饰。
- 由于Serializable对象完全以它存储的二进制位为基础来构造，因此并不会调用任何构造函数，因此Serializable类无需默认构造函数，但是当Serializable类的父类没有实现Serializable接口时，反序列化过程会调用父类的默认构造函数，因此该父类必需有默认构造函数，否则会抛异常。
- 使用transient关键字阻止序列化虽然简单方便，但被它修饰的属性被完全隔离在序列化机制之外，导致了在反序列化时无法获取该属性的值，而通过在需要序列化的对象的Java类里加入writeObject()方法与readObject()方法可以控制如何序列化各属性，甚至完全不序列化某些属性或者加密序列化某些属性。
Externalizable ：
- 他是Serializable接口的子类，用户要实现的writeExternal()和readExternal() 方法，用来决定如何序列化和反序列化
- 方法需要自己实现，因此可以指定序列化哪些属性，而transient在这里无效。
- 对Externalizable对象反序列化时，会先调用类的无参构造方法，这是有别于默认反序列方式的。如果把类的不带参数的构造方法删除，或者把该构造方法的访问权限设置为private、默认或protected级别，会抛出java.io.InvalidException: no valid constructor异常，因此Externalizable对象必须有默认构造函数，而且必需是public的。

使用时，你只想隐藏一个属性，比如用户对象user的密码pwd，如果使用Externalizable，并除了pwd之外的每个属性都写在writeExternal()方法里，这样显得麻烦，可以使用Serializable接口，并在要隐藏的属性pwd前面加上transient就可以实现了。如果要定义很多的特殊处理，就可以使用Externalizable。

当然这里我们有一些疑惑，Serializable 中的writeObject()方法与readObject()方法科可以实现自定义序列化，而Externalizable 中的writeExternal()和readExternal() 方法也可以，他们有什么异同呢？ * readExternal(),writeExternal()两个方法，这两个方法除了方法签名和readObject(),writeObject()两个方法的方法签名不同之外，其方法体完全一样。 * 需要指出的是，当使用Externalizable机制反序列化该对象时，程序会使用public的无参构造器创建实例，然后才执行readExternal()方法进行反序列化，因此实现Externalizable的序列化类必须提供public的无参构造。 * 虽然实现Externalizable接口能带来一定的性能提升，但由于实现ExternaLizable接口导致了编程复杂度的增加，所以大部分时候都是采用实现Serializable接口方式来实现序列化。

序列化版本

在序列化过程中，可以控制序列化的版本。该字段为被序列化对象中的serialVersionUID字段。

public class User implements Serializable {  
private static final long serialVerisionUID = 1L ;  
...  
}

一个对象数据，在反序列化过程中，如果序列化串中的serialVersionUID与当前对象值不同，则反序列化失败，否则成功。

如果serialVersionUID没有显式生成，系统就会自动生成一个。生成的输入有：类名、类及其属性修饰符、接口及接口顺序、属性、静态初始化、构造器。任何一项的改变都会导致serialVersionUID变化。

属性的变化都会导致自动生成的serialVersionUID发生变化。例如，对于对象A，我们生成序列化的S(A)，然后修改A的属性，则此时A的serialVersionUID发生变化。反序列化时，S(A)与A的serialVersionUID不同，无法反序列化。会报序列号版本不一致的错误。

为了避免这种问题，一般系统都会要求实现serialiable接口的类显式的生明一个serialVersionUID。显式定义serialVersionUID的两种用途： * 希望类的不同版本对序列化兼容时，需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID； * 不希望类的不同版本对序列化兼容时，需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。

如果我们保持了serialVersionUID的一致，则在反序列化时，对于新增的字段会填入默认值null（int的默认值0）,对于减少的字段则直接忽略。

使用举例

我们假设有一个对象需要进行序列化：

public class User implements Serializable {
    
    private static final long serialVersionUID = 25454531454L;
    
    private String name;
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
}

然后，可以通过以下方式进行序列化和反序列化：

public class Main {
 
    public static void main(String[] args) {
        private static String FILE_NAME = "D:/userData.bin";
        
        //序列化
        User user = new User();
        user.setName("xiaoming");
        try {
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(FILE_NAME));
            oos.writeObject(user);
            oos.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        //反序列化
        User newUser = null;
        try {
            ObjectInput input = new ObjectInputStream(new FileInputStream(FILE_NAME));
            newUser = (User)input.readObject();
            input.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("name = " + newUser.getName());
    }
 
}

这样，我们将对象user的信息序列化后写入到二进制文件中，并读出来之后又反序列化为newUser对象。

关于序列化的使用，推荐大家阅读MyBatis的源码。为什么呢？因为MyBaits作为一个ORM框架，需要频繁进行内存中对象和数据库中序列化字符串的转换。在这方面，用的很到位。

这方面，推荐一本书《通用源码阅读指导书》。这是一本以MyBatis的源码为实例讲述源码阅读方法的书籍，非常推荐。

《通用源码阅读指导书》

在书中的第5章介绍了序列化的基本知识和异常信息的序列化、第19章介绍了缓存中的序列化装饰器、第22章介绍了序列化中的钩子方法和MyBatis懒加载功能中的序列化。非常棒！

多读读源码，进步会很大。

可以访问个人知乎阅读更多文章：易哥（https://www.zhihu.com/people/yeecode），欢迎关注。

易哥

高级软件架构师

详解Java的序列化和反序列化

1. 概述

2. 使用

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