JAVA序列化Serializable及Externalizable区别详解

序列化简介

Java 的对象序列化将那些实现 Serializable 接口的对象转换成一个字节序列，并能在之后将这个字节序列完全恢复为原来的对象。
这就意味着 Java 对象在网络上的传输可以不依赖于当前计算机的操作系统，就可以将对象进行传递，这也是Java跨平台的一种体现。

Java 对象的序列化主要支持两种特性：

1、Java的远程方法调用（Remote Method Invocation RMI）；

2、对于 JavaBean 来说，序列化也是必须的。

要序列化一个对象，需要创建一个 OutputStream 对象，然后将其封装在 ObjectOutputStream 对象中，再调用 writeObject() 方法就可以完成对象的序列化（也是在这一步进行序列化）；反序列化（将一个序列还原为一个对象）就是该过程的反过程：创建一个 InputStream 对象，将其封装在 ObjectInputStream 对象中，使用 readObject() 方法将序列反序列化为对象，当然这是一个Object类型的对象，需要向下转型为我们需要的类型（如果该类型不在本地，会导致反序列化失败，ClassNotFoundException ）。

先说结论

序列化有以下方式：

1、实现 Serializable 接口：

2、实现 Externalizable 接口，并重写 writeExternal() readExternal() 方法；

3、（即下文中的 Externalizable 的替代方式进行序列化）如果不想实现Externalizable 接口，又想按照自己的规则进行序列化，可以实现 Serializable 接口，并在该类中添加（添加，不是覆盖、实现）名为 writeExternal() readExternal() 方法，且这两个方法必须为下面这两个准确的方法签名：

private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException;
private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException,ClassNotFoundException;

一、三种方式完成序列化

1、实现 Serializable 接口序列化

这种方式最为常用且常见，只需要对需要序列化的类实现 Serializable 即可，对于不希望进行序列化的，可以使用 transient 关键词进行修饰（即瞬时变量）。
这种方式序列化的特征：

1、 Serializable 接口仅仅是一个标记接口，不包含任何方法；

2、对于Serializable对象来说，对象完全以它存储的二进制位为基础来构造，（反序列化）不会调用构造器。

2、实现 Externalizable 接口序列化

这种方式可以实现序列化的完全自定义：所有成员变量是否序列化都需要在 writeExternal()、readExternal()
方法中写出；且可以完全自定义序列化方式（在 writerExternal()、readExternal()方法中）。当然，实现 Externalizable 接口必须要重写这两个方法。
这种方式序列化的特征：

1、必须重写 writerExternal()、readExternal()两个方法，并在两个方法中写出所有需要序列化的成员变量；

2、对于 Externalizable对象来说，必须要有无参public构造器，不然会报出 InvalidClassException 异常。

3、 Externalizable 的替代方式进行序列化

让 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 对象的 writeObject() 方法和 readObject() 方法调用我们编写的这两个方法。
如果想在这种方式中也调用原有默认提供的方式，可以在 writeObject() 中调用： s.defaultWriteObject();，在 readObject() 中调用 s.defaultReadObject();。 这部分代码可以查看 ArrayList 源码。

二、测试代码

1、 Serializable 对象反序列化，不调用任何构造器

Serializable 对象反序列化不调用任何构造器，包括默认构造器，整个对象都是从 InputStream 中取得数据恢复过来的

主测试类 Dogs

public class Dogs {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 创建对象
    System.out.println("--- 创建对象 ---");
    Dog1 d1 = new Dog1("pidan",4.0);
    Dog2 d2 = new Dog2("duanwu","black");
    // 序列化
    System.out.println("--- 序列化 ---");
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/dogs.out"));
    oos.writeObject(d1);
    oos.writeObject(d2);
    System.out.println("--- 反序列化 ---");
    // 反序列化 不会调用任何构造器
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/dogs.out"));
    Dog1 o1 = (Dog1) ois.readObject();
    Dog2 o2 = (Dog2) ois.readObject();
    System.out.println("反序列化 o1 : " + o1);
    System.out.println("反序列化 o2 : " + o2);
  }
}

Serializable 对象 Dog1 Dog2 类

class Dog1 implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = -7101743601344663182L;

  private String name;
  private Double weight;

  public Dog1(String name, Double weight) {
    System.out.println("Dog1 构造器运行 ---");
    this.name = name;
    this.weight = weight;
    System.out.println("Dog1 : " + this);
  }

  // 省略get、set、toString方法
}

public class Dog2 implements Serializable {

  private static final long serialVersionUID = -5462607652670703938L;

  private String name;
  private String color;

  public Dog2(String name, String color) {
    System.out.println("Dog2 构造器运行 ---");
    this.name = name;
    this.color = color;
    System.out.println("Dogs2 : " + this);
  }

  // 省略get、set、toString方法
}

运行结果：

--- 创建对象 ---
Dog1 构造器运行 ---
Dog1 : Dog1{name='pidan', weight=4.0}
Dog2 构造器运行 ---
Dogs2 : Dog2{name='duanwu', color='black'}
--- 序列化 ---
--- 反序列化 ---
反序列化 o1 : Dog1{name='pidan', weight=4.0}
反序列化 o2 : Dog2{name='duanwu', color='black'}

再最后取出对象时，完全没有调用到其任何构造器。

2、无参构造器对 Externalizable 对象序列化的影响

主测试代码：

public class Persons {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 创建对象
    System.out.println("Init Objects");
    Person1 p1 = new Person1();
    Person2 p2 = new Person2();
    // 存储在磁盘上
    ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("d:/person.out"));
    os.writeObject(p1);
    os.writeObject(p2);
    os.flush();
    os.close();
    // 取出
    ObjectInputStream is = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/person.out"));
    System.out.println("取出p1： ");
    p1 = (Person1) is.readObject();
    p2 = (Person2) is.readObject();
  }
}

Externalizable 对象：Perion1 Persion2

public class Person1 implements Externalizable {

  public Person1(){
    System.out.println("Person1 构造器---");
  }

  @Override
  public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
    System.out.println("Person1 writeExternal ---");
  }

  @Override
  public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    System.out.println("Person1 readExternal ---");
  }
}
class Person2 implements Externalizable{

  // 注意不是public
  Person2(){
    System.out.println("Person2 构造器 ---");
  }
  @Override
  public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
    System.out.println("Person2 writeExternal ---");
  }

  @Override
  public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    System.out.println("Person2 readExternal ---");
  }
}

Person2 默认构造器不是 public 的运行结果：

Init Objects
Person1 构造器---
Person2 构造器 ---
Person1 writeExternal ---
Person2 writeExternal ---
取出p1： 
Person1 构造器---
Person1 readExternal ---
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: ...serializableAndexternalizable.Person2; no valid constructor
	at java.io.ObjectStreamClass$ExceptionInfo.newInvalidClassException(ObjectStreamClass.java:169)
	at java.io.ObjectStreamClass.checkDeserialize(ObjectStreamClass.java:874)
	at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:2043)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1573)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:431)
	at ...serializableAndexternalizable.Persons.main(Persons.java:29)

Process finished with exit code 1

将 Person2 构造器改为 public 后：

Init Objects
Person1 构造器---
Person2 构造器 ---
Person1 writeExternal ---
Person2 writeExternal ---
取出p1：
Person1 构造器---
Person1 readExternal ---
Person2 构造器 ---
Person2 readExternal ---

3、使用 Externalizable 对象实现序列化

主测试类 Cats ：

public class Cats {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 初始化对象
    System.out.println("--- 初始化对象 ---");
    Person person = new Person("01", "老王", 30);
    Cat2 cat = new Cat2("fugui", person);
    // 序列化
    System.out.println("--- 序列化对象 ---");
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("d:/cats.out"));
    oos.writeObject(cat);
    System.out.println("--- 反序列化对象 ---");
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/cats.out"));
    cat = (Cat2) ois.readObject();
    System.out.println("--- 反序列化对象后 ---");
    System.out.println("cat : " + cat);
  }
}

Externalizable 对象： Cat2 ；Serializable 对象：Person ：

public class Person implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = -822166081906894628L;
  private transient String id;
  private String name;
  private int age;

  public Person() {
    System.out.println("--- Person 无参构造器 ---");
  }

  public Person(String id, String name, int age) {
    System.out.println("--- Person 无参构造器 ---");
    this.id = id;
    this.name = name;
    this.age = age;
    System.out.println("Person : " + this);
  }

  // 省略get、set、toString方法
}

class Cat2 implements Externalizable {
  private static final long serialVersionUID = 1102930161606017855L;
  private String name;
  private Person minion;

  public Cat2() {
    System.out.println("Cat2 无参构造器 --->");
  }

  public Cat2(String name, Person minion) {
    System.out.println("Cat2 有参构造器 --->");
    this.name = name;
    this.minion = minion;
    System.out.println("Cat2 : " + this);
  }

  // 省略get、set、toString方法

  @Override
  public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
    System.out.println("--- Cat2:writeExternal ---");
    // code1
    out.writeObject(this.minion);
    out.writeObject(this.name);
  }

  @Override
  public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    System.out.println("--- Cat2:readExternal ---");
    // code2
    this.minion = (Person) in.readObject();
    this.name = (String) in.readObject();
  }
}

运行结果：

可以注意到Person的成员变量id在使用了 transient 关键词修饰后，就不再序列化该字段了。

--- 初始化对象 ---
--- Person 无参构造器 ---
Person : Person{id='01', name='老王', age=30}
Cat2 有参构造器 --->
Cat2 : Cat2{name='fugui', minion=Person{id='01', name='老王', age=30}}
--- 序列化对象 ---
--- Cat2:writeExternal ---
--- 反序列化对象 ---
Cat2 无参构造器 --->
--- Cat2:readExternal ---
--- 反序列化对象后 ---
cat : Cat2{name='fugui', minion=Person{id='null', name='老王', age=30}}

如果将Cat2类中标注的 code1 与 code2 代码下面的两行代码均注释掉，就不再可以序列化及反序列化了：
注释掉后的运行结果：

--- 初始化对象 ---
--- Person 无参构造器 ---
Person : Person{id='01', name='老王', age=30}
Cat2 有参构造器 --->
Cat2 : Cat2{name='fugui', minion=Person{id='01', name='老王', age=30}}
--- 序列化对象 ---
--- Cat2:writeExternal ---
--- 反序列化对象 ---
Cat2 无参构造器 --->
--- Cat2:readExternal ---
--- 反序列化对象后 ---
cat : Cat2{name='null', minion=null}

4、使用 Externalizable 对象替代方式实现序列化

替代方式就是实现 Serializable 接口，并且添加 writeObject()，readObject() 两个方法注意这两个方法必须有准确的方法特征签名，在这两个方法中编写自定义方式实现序列化和反序列化。

class Mouse implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = -3278535893876444138L;
  private String name;
  private int i;

  public Mouse() {
    System.out.println("Mouse 无参构造器 ---");
  }

  public Mouse(String name, int i) {
    System.out.println("Mouse 有参构造器 ---");
    this.name = name;
    this.i = i;
    System.out.println("Mouse : " + this);
  }

  // 方法特征签名必须完全一致
  private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException {
//    stream.defaultWriteObject();// 可以选择执行默认的writeObject()
    System.out.println("--- 这是自定义的writeExternal方法 ---");
    stream.writeObject(this.name);
    stream.writeInt(this.i);
  }

  // 方法特征签名必须完全一致
  private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException,ClassNotFoundException {
//    stream.defaultReadObject(); // 可以选择执行默认的readObject()
    System.out.println("--- 这是自定义的readExternal方法 ---");
    this.name = (String)stream.readObject();
    this.i = stream.readInt();
  }

  // 省略get、set、toString方法
}

主测试类：

public class Mouses {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
    // 创建对象
    System.out.println("--- 创建对象 ---");
    Mouse m1 = new Mouse("zhizhi", 2);
    // 序列化
    System.out.println("--- 序列化 ---");
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:/mouse.out"));
    oos.writeObject(m1);
    // 反序列化
    System.out.println("--- 反序列化 ---");
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/mouse.out"));
    // 反序列化结果
    System.out.println("--- 反序列化结果 ---");
    m1 = (Mouse) ois.readObject();
    System.out.println(" zhizhi : " + m1);
  }
}

运行结果

--- 创建对象 ---
Mouse 有参构造器 ---
Mouse : Mouse{name='zhizhi', i=2}
--- 序列化 ---
--- 这是自定义的writeExternal方法 ---
--- 反序列化 ---
--- 反序列化结果 ---
--- 这是自定义的readExternal方法 ---
zhizhi : Mouse{name='zhizhi', i=2}

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