Java 实现序列化接口 Serializable
java对象实现Serializable接口
Serializable接口在JDK1.1开始声明 所在包为java.io中，仅声明为一个接口，并没有任何方法。
1.序列化和反序列化
（1）Java序列化是指把Java对象转换为字节序列的过程，而Java反序列化是指把字节序列恢复为Java对象的过程；
（2）序列化：对象序列化的最主要的用处就是在传递和保存对象的时候，保证对象的完整性和可传递性。序列化是把对象转换成有序字节流，以便在网络上传输或者保存在本地文件中。序列化后的字节流保存了Java对象的状态以及相关的描述信息。序列化机制的核心作用就是对象状态的保存与重建。
（3）反序列化：客户端从文件中或网络上获得序列化后的对象字节流后，根据字节流中所保存的对象状态及描述信息，通过反序列化重建对象。
本质上讲，序列化就是把实体对象状态按照一定的格式写入到有序字节流，反序列化就是从有序字节流重建对象，恢复对象状态。
2、序列化与反序列化作用
当两个进程进行远程通信时，可以相互发送各种类型的数据，包括文本、图片、音频、视频等， 而这些数据都会以二进制序列的形式在网络上传送。
那么当两个Java进程进行通信时，在进程间进行对象传输，就是通过Java序列化与反序列化实现。
换句话说，一方面，发送方需要把这个Java对象转换为字节序列（序列化），然后在网络上传送；另一方面，接收方需要从字节序列中恢复出Java对象（反序列化）。
当我们明晰了为什么需要Java序列化和反序列化后，我们很自然地会想Java序列化的好处。其好处：一是实现了数据的持久化，通过序列化可以把数据永久地保存到硬盘上（通常存放在文件里）；二是，利用序列化实现远程通信，即在网络上传送对象的字节序列。
总的来说可以归结为以下几点：
（1）永久性保存对象，保存对象的字节序列到本地文件或者数据库中；
（2）通过序列化以字节流的形式使对象在网络中进行传递和接收；
（3）通过序列化在进程间传递对象；
3、序列化算法一般会按步骤做如下事情：
（1）将对象实例相关的类元数据输出。
（2）递归地输出类的超类描述直到不再有超类。
（3）类元数据完了以后，开始从最顶层的超类开始输出对象实例的实际数据值。
（4）从上至下递归输出实例的数据
二、Java如何实现序列化和反序列化
1、JDK类库中序列化和反序列化API
（1）java.io.ObjectOutputStream：表示对象输出流；
writeObject(Object obj)方法可以对参数指定的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中；
（2）java.io.ObjectInputStream：表示对象输入流；
readObject()方法源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化成为一个对象，并将其返回；
2、实现序列化的要求
只有实现了Serializable或Externalizable接口的类的对象才能被序列化，否则抛出异常！
3、实现Java对象序列化与反序列化的方法
假定一个类，它的对象需要序列化，可以有如下三种方法：
（1）直接实现Serializable接口（默认序列化机制），则可以按照以下方式进行序列化和反序列化
ObjectOutputStream采用默认的序列化方式，对该类对象的非transient的实例变量进行序列化。
ObjcetInputStream采用默认的反序列化方式，对该类对象的非transient的实例变量进行反序列化。
如果仅仅只是让某个类实现Serializable接口，而没有其它任何处理的话，则就是使用默认序列化机制。使用默认机制，在序列化对象时，不仅会序列化当前对象本身，还会对该对象引用的其它对象也进行序列化，同样地，这些其它对象引用的另外对象也将被序列化，以此类推。所以，如果一个对象包含的成员变量是容器类对象，而这些容器所含有的元素也是容器类对象，那么这个序列化的过程就会较复杂，开销也较大。
（2）实现Serializable接口，并且类中定义了readObject(ObjectInputStream in)和writeObject(ObjectOutputSteam out)，则采用以下方式进行序列化与反序列化。
ObjectOutputStream调用对象的writeObject(ObjectOutputStream out)的方法进行序列化。
ObjectInputStream会调用对象的readObject(ObjectInputStream in)的方法进行反序列化。
（3）若类实现了Externalnalizable接口，且类必须实现readExternal(ObjectInput in)和writeExternal(ObjectOutput out)方法，则按照以下方式进行序列化与反序列化。
ObjectOutputStream调用对象的writeExternal(ObjectOutput out))的方法进行序列化。
ObjectInputStream会调用对象的readExternal(ObjectInput in)的方法进行反序列化。
4、JDK类库中序列化/反序列化步骤
实例：
public class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -7564835224189971712L;
private String brand;
private double price;
private String color;
private static String status = "售卖中";
public Car(String brand, double price, String color) {
this.brand = brand;
this.price = price;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
final StringBuffer sb = new StringBuffer("Car{");
sb.append("brand='").append(brand).append('\'');
sb.append(", price=").append(price);
sb.append(", color='").append(color).append('\'');
sb.append('}');
return sb.toString();
}
//忽略getter和setter方法
//序列化-反序列化
public static void main(String[] args) {
try {
//序列化过程
//1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("car.info");
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
//2.通过对象输出流的writeObject()方法写对象：
objectOutputStream.writeObject(new Car("红旗",600000.00,"亮黑"));
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
//反序列化过程
//1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("car.info");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
//2.通过对象输出流的readObject()方法读取对象：
Car car = (Car) objectInputStream.readObject();
System.out.println(car);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
在main方法中执行序列化和反序列化的操作：
执行后输出：通过反序列化还原序列化前的数据
5、serialVersionUID
凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：private static final long serialVersionUID; 类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有可能会导致不同的serialVersionUID。显式地定义serialVersionUID有两种用途：
1）在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。
2）当你序列化了一个类实例后，希望更改一个字段或添加一个字段，不设置serialVersionUID，所做的任何更改都将导致无法反序化旧有实例，并在反序列化时抛出一个异常。如果你添加了serialVersionUID，在反序列旧有实例时，新添加或更改的字段值将设为初始化值（对象为null，基本类型为相应的初始默认值），字段被删除将不设置。
6、Externalizable接口
无论是使用transient关键字，还是使用writeObject()和readObject()方法，其实都是基于Serializable接口的序列化。JDK中提供了另一个序列化接口--Externalizable，使用该接口之后，之前基于Serializable接口的序列化机制就将失效。
6.1 实现Externalizable接口，而不写序列化的细节
public class Car2 implements Externalizable {
private String brand;
private double price;
private String color;
private static String status = "售卖中";
public Car2() {
System.out.println("Car2 none-arg constructor");
}
public Car2(String brand, double price, String color) {
System.out.println("Car2 arg constructor");
this.brand = brand;
this.price = price;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
final StringBuffer sb = new StringBuffer("Car{");
sb.append("brand='").append(brand).append('\'');
sb.append(", price=").append(price);
sb.append(", color='").append(color).append('\'');
sb.append('}');
return sb.toString();
}
//必须实现Externalizable的 writeExternal(ObjectOutput out)方法，不写具体内容
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
}
//必须实现Externalizable的 readExternal(ObjectInput in)方法，不写具体内容
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
}
//序列化-反序列化
public static void main(String[] args) {
try {
//序列化过程
//1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("car.info");
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
//2.通过对象输出流的writeObject()方法写对象：
objectOutputStream.writeObject(new Car2("红旗",600000.00,"亮黑"));
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
//反序列化过程
//1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("car.info");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
//2.通过对象输出流的readObject()方法读取对象：
Car2 car = (Car2) objectInputStream.readObject();
System.out.println(car);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
执行结果：
Externalizable继承于Serializable，当使用该接口时，序列化的细节需要由程序员去完成。如上所示的代码，由于writeExternal()与readExternal()方法未作任何处理，那么该序列化行为将不会保存/读取任何一个字段。这也就是为什么输出结果中所有字段的值均为空。
另外，若使用Externalizable进行序列化，当读取对象时，会调用被序列化类的无参构造器去创建一个新的对象，然后再将被保存对象的字段的值分别填充到新对象中。这就是为什么在此次序列化过程中Person类的无参构造器会被调用。由于这个原因，实现Externalizable接口的类必须要提供一个无参的构造器，且它的访问权限为public。
6.2 对上面的代码改造，添加序列化细节
public class Car2 implements Externalizable {
private String brand;
private double price;
private String color;
private static String status = "售卖中";
public Car2() {
System.out.println("Car2 none-arg constructor");
}
public Car2(String brand, double price, String color) {
System.out.println("Car2 arg constructor");
this.brand = brand;
this.price = price;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
final StringBuffer sb = new StringBuffer("Car{");
sb.append("brand='").append(brand).append('\'');
sb.append(", price=").append(price);
sb.append(", color='").append(color).append('\'');
sb.append('}');
return sb.toString();
}
//必须实现Externalizable的 writeExternal(ObjectOutput out)方法
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
out.writeObject(brand);
out.writeDouble(price);
out.writeObject(color);
}
//必须实现Externalizable的 readExternal(ObjectInput in)方法
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
brand = (String) in.readObject();
price = in.readDouble();
color = (String) in.readObject();
}
//序列化-反序列化
public static void main(String[] args) {
try {
//序列化过程
//1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("car.info");
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
//2.通过对象输出流的writeObject()方法写对象：
objectOutputStream.writeObject(new Car2("红旗",600000.00,"亮黑"));
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
//反序列化过程
//1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("car.info");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
//2.通过对象输出流的readObject()方法读取对象：
Car2 car = (Car2) objectInputStream.readObject();
System.out.println(car);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
添加序列化实现细节后，执行输出：可以输出反序列化的内容
6.3 、readResolve()方法
当我们使用Singleton模式时，应该是期望某个类的实例应该是唯一的，但如果该类是可序列化的，那么情况可能会略有不同。此时对第2节使用的Car类进行修改，使其实现Singleton模式，如下所示：
6.3.1、未添加readResolve()方法：
public class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -7564835224189971712L;
private static class InstanceHolder {
private static final Car instatnce = new Car("红旗",600000.00,"亮黑");
}
public static Car getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String brand;
private double price;
private String color;
private static String status = "售卖中";
public Car() {
System.out.println("Car none-arg constructor");
}
public Car(String brand, double price, String color) {
System.out.println("Car arg constructor");
this.brand = brand;
this.price = price;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
final StringBuffer sb = new StringBuffer("Car{");
sb.append("brand='").append(brand).append('\'');
sb.append(", price=").append(price);
sb.append(", color='").append(color).append('\'');
sb.append('}');
return sb.toString();
}
//忽略getter和setter方法
//序列化-反序列化
public static void main(String[] args) {
try {
//序列化过程
//1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("car.info");
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
//2.通过对象输出流的writeObject()方法写对象：
objectOutputStream.writeObject(Car.getInstance());
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
//反序列化过程
//1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("car.info");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
//2.通过对象输出流的readObject()方法读取对象：
Car newCar = (Car) objectInputStream.readObject();
System.out.println(newCar);
System.out.println("Car.getInstance() == newCar : "+ (Car.getInstance() == newCar));
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
执行输出：
添加一个readResolve()方法，在该方法中直接返回Car的单例对象
6.3.2、 添加readResolve()方法后，实现单例
public class Car implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -7564835224189971712L;
private static class InstanceHolder {
private static final Car instatnce = new Car("红旗",600000.00,"亮黑");
}
public static Car getInstance() {
return InstanceHolder.instatnce;
}
private String brand;
private double price;
private String color;
private static String status = "售卖中";
public Car() {
System.out.println("Car none-arg constructor");
}
public Car(String brand, double price, String color) {
System.out.println("Car arg constructor");
this.brand = brand;
this.price = price;
this.color = color;
}
@Override
public String toString() {
final StringBuffer sb = new StringBuffer("Car{");
sb.append("brand='").append(brand).append('\'');
sb.append(", price=").append(price);
sb.append(", color='").append(color).append('\'');
sb.append('}');
return sb.toString();
}
//忽略getter和setter方法
private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
return InstanceHolder.instatnce;
}
//序列化-反序列化
public static void main(String[] args) {
try {
//序列化过程
//1.创建一个对象输出流，它可以包装一个其它类型的目标输出流，如文件输出流：
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("car.info");
ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
//2.通过对象输出流的writeObject()方法写对象：
objectOutputStream.writeObject(Car.getInstance());
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
//反序列化过程
//1.创建一个对象输入流，它可以包装一个其它类型输入流，如文件输入流：
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("car.info");
ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
//2.通过对象输出流的readObject()方法读取对象：
Car newCar = (Car) objectInputStream.readObject();
System.out.println(newCar);
System.out.println("Car.getInstance() == newCar : "+ (Car.getInstance() == newCar));
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
执行后输出：
无论是实现Serializable接口，或是Externalizable接口，当从I/O流中读取对象时，readResolve()方法都会被调用到。实际上就是用readResolve()中返回的对象直接替换在反序列化过程中创建的对象，而被创建的对象则会被垃圾回收掉。
三、关注点
1、序列化时，只对对象的状态进行保存，而不管对象的方法；
2、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；
3、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，如果引用的该对象不可被序列化，那么整个序列化操作将会失败，并且会抛出一个NotSerializableException。我们可以将这个引用标记为transient，那么对象仍然可以序列化
4、并非所有的对象都可以序列化，至于为什么不可以，有很多原因了，比如：
安全方面的原因，比如一个对象拥有private，public等field，对于一个要传输的对象，比如写到文件，或者进行RMI传输等等，在序列化进行传输的过程中，这个对象的private等域是不受保护的；
资源分配方面的原因，比如socket，thread类，如果可以序列化，进行传输或者保存，也无法对他们进行重新的资源分配，而且，也是没有必要这样实现；
5、声明为 static 和 transient 类型的成员数据不能被序列化。因为static代表类的状态，transient代表对象的临时数据。
7、Java有很多基础类已经实现了serializable接口，比如String,Vector等。但是也有一些没有实现serializable接口的；
8、如果一个对象的成员变量是一个对象，那么这个对象的数据成员也会被保存！这是能用序列化解决深拷贝的重要原因；