java序列化和反序列化

对象序列化(serialization)反序列化(deserialization)是将对象转化为便于传输的格式进行发送和接收的两个操作。常见的序列化格式有字节数组,json字符串,xml字符串等。
本次讨论的是java中的对象字节序列化

哪些东西可以是字节?图片可以是字节,文件可以是字节,一个字符串也可以是字节,嗯,宇宙间的一切事物都可以用字节表示。当然,对象也可以是字节。java的序列化就是将对象转化为字节流,以便在进程或网络之间进行传输,而在接收方,需要以相同的方式对字节流进行反序列化,得到传输的对象。

jdk提供了序列化和反序列化相关实现。

1.序列化

使用此方法进行序列化的对象必须实现Serializable接口,不然在进行序列化时会抛出NotSerializableException异常。

    public static byte[] toBytes(Serializable obj) throws IOException {
        try(ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        ){
            objectOutputStream.writeObject(obj);
            return byteArrayOutputStream.toByteArray();
        }
    }

ObjectOutputStream的writeObject方法将对象序列化后写入一个字节流中,而这个字节流就是在初始化ObjectOutputStream对象时传入的字节流,这里使用ByteArrayOutputStream,可以获取到字节流中的字节数组。

2.反序列化

对应序列化,反序列化应该是将字节数组转化为对象。

    public static Serializable toObj(byte[] bytes) throws IOException, ClassNotFoundException {
        try(ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(bytes);
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
        ){ 
            Object o = objectInputStream.readObject();
            return (Serializable) o;
        }
    }

ByteArrayInputStream将字节数组转化为字节流。而ObjectInputStream的readObject方法将字节流转化为对象。

3.测试

建立一个Student类,并实现Serializable接口。

public class Student implements Serializable{
    private int id;
    private String code;
    private String name;
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", code='" + code + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
    //省略set/get方法
···

测试代码:

        //创建student对象
        Student student = new Student(1,"2014213880","刘瑞杰");
        //序列化
        byte[] bytes = toBytes(student);
        System.out.println(bytes.length);
        //反序列化
        Student student0 = (Student) toObj(bytes);
        System.out.println(student0);

输出结果:

111
Student{id=1, code='2014213880', name='刘瑞杰'}

4.关于serialVersionUID

我们可能经常会看到,在一些类中实现了Serializable接口,同时还定义了一个private final static long型的变量,名字叫serialVersionUID。

        private final static long serialVersionUID = 123456789L

那么这个变量有什么作用?

上面的例子都是在对象序列化之后,立即将结果反序列化,这样肯定是没任何问题的。但是现在设想一个场景,如果将对象序列化后,并没有马上反序列化,如将对象保存到文件中,然后修改类的定义,比如在Student类中加一个字段。
然后再进行反序列化,此时会发生什么样的事情。

首先编写两个方法,分别是将对象保存到文件中,以及从文件中读取之前保存的对象。

写文件:

    public static void toFile(Serializable obj, String filePath) throws IOException {
        try(FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(filePath);
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
        ){
            objectOutputStream.writeObject(obj);
        }
    }

读文件:

    public static Serializable fromFile(String filePath) throws IOException, ClassNotFoundException {
        try(FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filePath);
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
        ) {
            return (Serializable) objectInputStream.readObject();
        }
    }

测试代码:
首先保存Student对象:

        String path = Test.class.getClassLoader().getResource("").getPath();
        toFile(student, path+"student.obj");

执行完成后,
修改Student类的定义:

public class Student implements Serializable{
    private int id;
    private String code;
    private String name;
    private String clazz;//加个字段
    //省略set/get方法
···

读取文件中的Student对象:

        Student student1 = (Student) fromFile(path+"student.obj");
        System.out.println(student1);

执行这段代码,意料之中,抛出了异常:

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: serilize.Student;
 local class incompatible: 
stream classdesc serialVersionUID = 6643383736516292602, 
local class serialVersionUID = -1315177638240754633

大概可以看出来,说是加载的类不匹配,当然了,文件中的是旧的Student类,而程序中的是新的Student类,当然会不匹配。

不过,有时候,我们不希望每次修改了类的定义后,以前保存的实例就不能够使用了,这样会导致每次更新程序会丢失很多数据。
有些时候,修改后的类是完全可以兼容旧的类的。比如这里Student类只是加了一个clazz班级字段,之前的所有字段都没有变化。
而程序是通过比较新旧两个类的serialVersionUID来判断是否是不一样的两个类。所以我们只需要覆盖serialVersionUID就可以做到兼容了。

覆盖serialVersionUID需要满足得条件:
1.static 静态变量 2.final 常量 3.long 长整型 4.名称为serialVersionUID

在Student类中加入这个变量:

public class Student implements Serializable{
    private final static long serialVersionUID = 1L;
···

再次重复上面的操作:写文件->类中加字段->读文件
这次没抛异常,成功输出了正确的结果。

Student{id=1, code='2014213880', name='刘瑞杰'}

当然,并不是说,覆盖了serialVersionUID就可以做到完全兼容,数据完全不会丢失。如果修改已有的变量的类型,如将Student类的id属性改为字符串型,不用试都知道,反序列化时一定会抛异常。

InvalidClassException: serilize.Student; incompatible types for field id

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