浅谈Java中的序列化
Java序列化
概念
什么是序列化和反序列化
Serialization（序列化）是一种将对象以一连串的字节描述的过程；反序列化deserialization是一种将这些字节重建成一个对象的过程。什么情况下需要序列化
a）当你想把的内存中的对象保存到一个文件中或者数据库中时候；
b）当你想用套接字Socket在网络上传送对象的时候；
c）当你想通过跨进程通信传输对象的时候；
相当于在两端传输数据的协议，约定好怎么序列化然后怎么正确的反序列化，Java序列化机制就是为了解决这个问题而产生如何实现序列化
将需要序列化的类实现Serializable接口就可以了，Serializable接口中没有任何方法，可以理解为一个标记，即表明这个类可以序列化。
如果我们想要序列化一个对象，首先要创建某些OutputStream(如FileOutputStream、ByteArrayOutputStream等)，然后将这些OutputStream封装在一个ObjectOutputStream中。这时候，只需要调用writeObject()方法就可以将对象序列化，并将其发送给OutputStream（记住：对象的序列化是基于字节的，不能使用Reader和Writer等基于字符的层次结构）。而反序列的过程（即将一个序列还原成为一个对象），需要将一个InputStream(如FileInputstream、ByteArrayInputStream等)封装在ObjectInputStream内，然后调用readObject()即可。
public class MyTest implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name = "LiaBin";
private transient String home = "China";
private static int age = 24;
private static Test test1 = new Test(10);
private Test test2 = new Test(10);
public static void main(String[] args) {// 以下代码实现序列化
MyTest myTest = new MyTest();
try {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("myout.txt")); // 序列化到硬盘文件
// 输出流保存的文件名为my.out ObjectOutputStream能把Object输出成Byte流
oos.writeObject(myTest);
oos.flush(); // 缓冲流
oos.close(); // 关闭流
ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream(); //序列化到内存
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
oo.writeObject(new MyTest());
oo.flush();
oo.close();
byte[] bytes = bo.toByteArray();
for (Byte b : bytes) {
// 此时跟myout.txt中用16进制格式查看的内容是一样的，只是这里的表示是2进制
System.out.print(b + " ");
}
System.out.println();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
myTest.fan(myTest);// 调用下面的 反序列化 代码
}
public void fan(MyTest myTest) { // 反序列的过程
ObjectInputStream oin = null;// 局部变量必须要初始化
try {
oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myout.txt"));
} catch (FileNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
name = "BinJing";
age = 1;
test1.setLevel(20);//静态变量生效
test2.setLevel(20);//无效
MyTest mts = null;
try {
mts = (MyTest) oin.readObject();// 由Object对象向下转型为MyTest对象
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// false，说明是深拷贝，堆中不同对象
System.out.println("myTest==mts: " + (myTest == mts));
// name=LiaBin
System.out.println("name=" + mts.name);
// home=null transient修饰变量，不序列化，所以是默认值null
System.out.println("home=" + mts.home);
// age=1 序列化会忽略静态字段，因为他们不属于对象的任何状态，打印静态变量当然会去静态变量全局区查找，所以此时是修改之后的值1
System.out.println("age=" + mts.age);
// test1.level:20 test1是个静态属性不被系列化
System.out.println("test1.level:" + mts.test1.getLevel());
// test2.level:10 一起序列化，如果Test没实现Serializable接口，异常退出
System.out.println("test2.level:" + mts.test2.getLevel());
}
}
public class Test implements Serializable{
private int level;
public Test(int level) {
super();
this.level = level;
}
public int getLevel() {
return level;
}
public void setLevel(int level) {
this.level = level;
}
}总结一下：
- 当一个父类实现序列化，子类自动实现序列化，不需要显式实现Serializable接口；
- 当一个对象的实例变量引用其他对象，序列化该对象时也把引用对象进行序列化，注意是深拷贝而不是浅拷贝；
- static,transient后的变量不能被序列化；
serialVersionUID作用
如果没有设置这个值，你在序列化一个对象之后，改动了该类的字段或者方法名之类的，那如果你再反序列化想取出之前的那个对象时就可能会抛出异常，因为你改动了类中间的信息，serialVersionUID是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个64位的哈希字段,当修改后的类去反序列化的时候发现该类的serialVersionUID值和之前保存在问价中的serialVersionUID值不一致，所以就会抛出异常。
而显示的设置serialVersionUID值就可以保证版本的兼容性，如果你在类中写上了这个值，就算类变动了，它反序列化的时候也能和文件中的原值匹配上。而新增的值则会设置成null，删除的值则不会显示。
所以如果没设置serialVersionUID的话，类如果发生变动，那么最新序列化的serialVersionUID该值根据最新属性值计算得来，所以跟文件中的序列化值就对应不上了，反序列化失败。
注意方法的改变不影响，因为序列化只序列化属性，跟方法无关
如果你不在类中声明SerialVersionUID的话，Java会在运行时替你生成一个，不过这个生成的过程会受到类元数据包括字段数，字段类型，字段的访问限制符，类实现的接口等因素的影响.
Java的序列化机制会替你生成一个的。它的生成机制受很多因素的影响，包括类中的字段，还有访问限制符，类实现的接口，甚至是不同的编译器实现，任何类的修改或者使用了不同的编译器生成SerialVersionUID都各不相同，很可能最终导致重新加载序列化的数据中止
Eclipse会根据类元数据计算得出serialVersionUID值
private static final long serialVersionUID = 7539660831609822000L; //默认根据所有的属性值计算出来的，如果没定义serialVersionUID，那么默认使用的就是通过所有属性值计算出来的该值一般情况下，值直接申明为1L就行了
private static final long serialVersionUID = 1L;举个例子
public class Test implements Serializable {
private String home = "China";
//此时默认的serialVersionUID是-7477377630168477287L
public static void main(String args[]) {
Test myTest = new Test();
try {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("myout.txt"));
oos.writeObject(myTest);
oos.flush();
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
fan();
}
public static void fan() {
ObjectInputStream oin = null;
try {
oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myout.txt"));
} catch (FileNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
Test mts = null;
try {
mts = (Test) oin.readObject();// 由Object对象向下转型为Test对象
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("home=" + mts.home);
}
}此时没错，没有定义serialVersionUID值，那么按照默认序列化行为
后续开发中，新添了一个新的age属性，然后直接从文件中反序列化，代码如下
public class Test implements Serializable {
private String home = "China";
//此时默认的serialVersionUID是-7477377630168477287L
private int age = 20;
//添加age属性之后，默认的serialVersionUID值是-3342077822325805408
public static void main(String args[]) {
fan();
}
public static void fan() {
ObjectInputStream oin = null;
try {
oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myout.txt"));
} catch (FileNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
Test mts = null;
try {
mts = (Test) oin.readObject();// 由Object对象向下转型为Test对象
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("home=" + mts.home);
}
}那么此时报异常，因为两者的serialVersionUID不一致
java.io.InvalidClassException: Test; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -3342077822325805408, local class serialVersionUID = 7477377630168477287解决方案：添加如下行即可
private static final long serialVersionUID = 1L;自定义序列化
当进行序列化的时候:
1. 首先JVM会先调用writeReplace方法,在这个阶段,我们可以进行张冠李戴,将需要进行序列化的对象换成我们指定的对象.
2. 跟着JVM将调用writeObject方法,来将对象中的属性一个个进行序列化,我们可以在这个方法中控制住哪些属性需要序列化.
当反序列化的时候:
1. JVM会调用readObject方法,将我们刚刚在writeObject方法序列化好的属性,反序列化回来.
2. 然后在readResolve方法中,我们也可以指定JVM返回我们特定的对象(不是刚刚序列化回来的对象).
注意到在writeReplace和readResolve,我们可以严格控制singleton的对象,在同一个JVM中完完全全只有唯一的对象,控制不让singleton对象产生副本.
注：writeReplace调用在writeObject前;readResolve调用在readObject之后
单例的序列化
为了使一个单例类变成可序列化的，仅仅在声明中添加“implements Serializable”是不够的。因为一个串行化的对象在每次反序列化的时候，都会创建一个新的对象，而不仅仅是一个对原有对象的引用。为了防止这种情况，可以在单例类中加入readResolve方法
public class AnoTest implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private static final AnoTest INSTANCE = new AnoTest();
private AnoTest() {
}
public static AnoTest getInstance() {
return INSTANCE;
}
//单例序列化，定义该方法
private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
return INSTANCE;
}
public static void main(String args[]) {
AnoTest anoTest = getInstance();// 此时把堆中的AnoTest对象序列化，但是INSTANCE是个静态变量，所以不会重复序列化
try {
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("myout.txt"));
oos.writeObject(anoTest);
oos.flush();
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
fan();
}
public static void fan() {
ObjectInputStream oin = null;
try {
oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream("myout.txt"));
} catch (FileNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
} catch (IOException e1) {
e1.printStackTrace();
}
AnoTest mts = null;
try {
mts = (AnoTest) oin.readObject();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("mts==INSTANCE ? " + (mts == INSTANCE)); //定义readResolve方法，返回true
//System.out.println("mts==INSTANCE ? " + (mts == INSTANCE)); //注释readResolve方法，返回false
}
}这样当JVM从内存中反序列化地”组装”一个新对象时,就会自动调用这个readResolve方法来返回我们指定好的对象了, 单例规则也就得到了保证。
子类/父类序列化行为
参考Java自定义序列化行为解析
一个可序列化的类继承自一个非序列化的有状态超类
class AbstractSerializeDemo {
private int x, y;
public void init(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public int getX() {
return x;
}
public int getY() {
return y;
}
public void printXY() {
System.out.println("x:" + x + ";y:" + y);
}
}
public class SerializeDemo extends AbstractSerializeDemo implements Serializable {
private int z;
public SerializeDemo() {
super.init(10, 50);
z = 100;
}
public void printZ() {
super.printXY();
System.out.println("z:" + z);
}
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos);
SerializeDemo sd = new SerializeDemo();
sd.printZ();
out.writeObject(sd);
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
SerializeDemo sd2 = (SerializeDemo) in.readObject();
sd2.printZ();
}
} 输出结果：
x:10;y:50
z:100
x:0;y:0
z:100
子类的值域保留下来了，但是超类的值域丢失了，这对jvm来说是正常的，因为超类不可序列化;
为了解决这个问题，只能自定义序列化行为，具体做法是在SerializeDemo里加入以下代码：
private void writeObject(ObjectOutputStream os) throws IOException {
os.defaultWriteObject();//java对象序列化默认操作
os.writeInt(getX());
os.writeInt(getY());
}
private void readObject(ObjectInputStream is) throws IOException, ClassNotFoundException {
is.defaultReadObject();//java对象反序列化默认操作
int x=is.readInt();
int y=is.readInt();
super.init(x,y);
} writeObject和readObject方法为JVM会在序列化和反序列化java对象时会分别调用的两个方法，修饰符都是private
我们在序列化的默认动作之后将超类里的两个值域x和y也写入object流;与之对应在反序列化的默认操作之后读入x和y两个值，然后调用超类的初始化方法。
再次执行程序之后的输出为：
x:10;y:50
z:100
x:10;y:50
z:100
Android中的序列化
Android中的新的序列化机制
在Android系统中，针对内存受限的移动设备，因此对性能要求更高，Android系统采用了新的IPC(进程间通信)机制，要求使用性能更出色的对象传输方式。因此Parcel类被设计出来，其定位就是轻量级的高效的对象序列化和反序列化机制。Parcel的序列化和反序列化的读写全是在内存中进行，所以效率比JAVA序列化中使用外部存储器会高很多
Android Serializable与Parcelable原理与区别 这里可以看到Parcelable的原理，读写全在内存，速度快
Android中启动一个activity都是通过AMS来进行的，我们知道AMS在系统进程中，所以此时跨进程通信的话，如果需要传输对象，那么就需要序列化了
如何选择
- Parcelable的性能比Serializable好，在内存开销方面较小，所以在内存间数据传输时推荐使用Parcelable，Serializable在序列化的时候会产生大量的临时变量，从而引起频繁的GC。
如activity间传输数据 - Serializable可将数据持久化方便保存，所以在需要保存在本地硬盘文件或网络传输数据时选择Serializable，因为android不同版本Parcelable可能不同，所以不能很好的保存数据的持续性在外界有变化的情况下，不推荐使用Parcelable进行数据持久化