一.Java序列化的作用
有的时候我们想要把一个Java对象变成字节流的形式传出去，有的时候我们想要从一个字节流中恢复一个Java对象。例如，有的时候我们想要
把一个Java对象写入到硬盘或者传输到网路上面的其它计算机，这时我们就需要自己去通过java把相应的对象写成转换成字节流。对于这种通用
的操作，我们为什么不使用统一的格式呢？没错，这里就出现了java的序列化的概念。在Java的OutputStream类下面的子类ObjectOutput-
Stream类就有对应的WriteObject(Object object) 其中要求对应的object实现了java的序列化的接口。
为了更好的理解java序列化的应用，我举两个自己在开发项目中遇到的例子:
1)在使用tomcat开发JavaEE相关项目的时候，我们关闭tomcat后，相应的session中的对象就存储在了硬盘上，如果我们想要在tomcat重启的
时候能够从tomcat上面读取对应session中的内容，那么保存在session中的内容就必须实现相关的序列化操作。
2)如果我们使用的java对象要在分布式中使用或者在rmi远程调用的网络中使用的话，那么相关的对象必须实现java序列化接口。
亲爱的小伙伴，大概你已经了解了java序列化相关的作用，接下来们来看看如何实现java的序列化吧。~
二.实现java对象的序列化和反序列化。
Java对象的序列化有两种方式。
a.是相应的对象实现了序列化接口Serializable，这个使用的比较多，对于序列化接口Serializable接口是一个空的接口，它的主要作用就是
标识这个对象时可序列化的，jre对象在传输对象的时候会进行相关的封装。这里就不做过多的介绍了。
下面是一个实现序列化接口的Java序列化的例子:非常简单
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package com.shop.domain;
import java.util.Date;
public class Article implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private Integer id;
private String title; //文章标题
private String content; // 文章内容
private String faceIcon;//表情图标
private Date postTime; //文章发表的时间
private String ipAddr; //用户的ip
private User author; //回复的用户
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String getFaceIcon() {
return faceIcon;
}
public void setFaceIcon(String faceIcon) {
this.faceIcon = faceIcon;
}
public Date getPostTime() {
return postTime;
}
public void setPostTime(Date postTime) {
this.postTime = postTime;
}
public User getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(User author) {
this.author = author;
}
public String getIpAddr() {
return ipAddr;
}
public void setIpAddr(String ipAddr) {
this.ipAddr = ipAddr;
}
}
|
b.实现序列化的第二种方式为实现接口Externalizable，Externlizable的部分源代码如下:
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* @see java.io.ObjectInput
* @see java.io.Serializable
* @since JDK1.1
*/
public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
/**
* The object implements the writeExternal method to save its contents
* by calling the methods of DataOutput for its primitive values or
|
没错，Externlizable接口继承了java的序列化接口，并增加了两个方法:
void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
首先，我们在序列化对象的时候，由于这个类实现了Externalizable 接口，在writeExternal()方法里定义了哪些属性可以序列化，
哪些不可以序列化，所以，对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件，不能序列化的不处理，然后在反序列的时候自动调
用readExternal()方法，根据序列顺序挨个读取进行反序列，并自动封装成对象返回，然后在测试类接收，就完成了反序列。
所以说Exterinable的是Serializable的一个扩展。
为了更好的理解相关内容，请看下面的例子:
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package com.xiaohao.test;
import java.io.Externalizable;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/**
* 测试实体类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12
*/
class Person implements Externalizable{
private static final long serialVersionUID = 1L;
String userName;
String password;
String age;
public Person(String userName, String password, String age) {
super();
this.userName = userName;
this.password = password;
this.age = age;
}
public Person() {
super();
}
public String getAge() {
return age;
}
public void setAge(String age) {
this.age = age;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
/**
* 序列化操作的扩展类
*/
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
//增加一个新的对象
Date date=new Date();
out.writeObject(userName);
out.writeObject(password);
out.writeObject(date);
}
/**
* 反序列化的扩展类
*/
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,
ClassNotFoundException {
//注意这里的接受顺序是有限制的哦，否则的话会出错的
// 例如上面先write的是A对象的话，那么下面先接受的也一定是A对象...
userName=(String) in.readObject();
password=(String) in.readObject();
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date=(Date)in.readObject();
System.out.println("反序列化后的日期为:"+sdf.format(date));
}
@Override
public String toString() {
//注意这里的年龄是不会被序列化的，所以在反序列化的时候是读取不到数据的
return "用户名:"+userName+"密 码:"+password+"年龄:"+age;
}
}
/**
* 序列化和反序列化的相关操作类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12
*/
class Operate{
/**
* 序列化方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
*/
public void serializable(Person person) throws FileNotFoundException, IOException{
ObjectOutputStream outputStream=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
outputStream.writeObject(person);
}
/**
* 反序列化的方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
* @throws ClassNotFoundException
*/
public Person deSerializable() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{
ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
return (Person) ois.readObject();
}
}
/**
* 测试实体主类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12
*/
public class Test{
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
Operate operate=new Operate();
Person person=new Person("小浩","123456","20");
System.out.println("为序列化之前的相关数据如下:\n"+person.toString());
operate.serializable(person);
Person newPerson=operate.deSerializable();
System.out.println("-------------------------------------------------------");
System.out.println("序列化之后的相关数据如下:\n"+newPerson.toString());
}
}
|
首先，我们在序列化UserInfo对象的时候，由于这个类实现了Externalizable 接口，在writeExternal()方法里定义了哪些属性可
以序列化，哪些不可以序列化，所以，对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件，不能序列化的不处理，然后在反序列的时候自动调用readExternal()方法，根据序列顺序挨个读取进行反序列，并自动封装成对象返回，然后在测试类接收，就完成了反序列。
***对于实现Java的序列化接口需要注意一下几点:
1.java中的序列化时transient变量(这个关键字的作用就是告知JAVA我不可以被序列化)和静态变量不会被序列
化(下面是一个测试的例子)
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import java.io.*;
class Student1 implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
private transient String password;
private static int count = 0;
public Student1(String name, String password) {
System.out.println("调用Student的带参的构造方法");
this.name = name;
this.password = password;
count++;
}
public String toString() {
return "人数: " + count + " 姓名: " + name + " 密码: " + password;
}
}
public class ObjectSerTest1 {
public static void main(String args[]) {
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.obj");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
Student1 s1 = new Student1("张三", "12345");
Student1 s2 = new Student1("王五", "54321");
oos.writeObject(s1);
oos.writeObject(s2);
oos.close();
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.obj");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
Student1 s3 = (Student1) ois.readObject();
Student1 s4 = (Student1) ois.readObject();
System.out.println(s3);
System.out.println(s4);
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
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import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public class Test{
public static void main(String args[]){
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.obj");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
Student1 s3 = (Student1) ois.readObject();
Student1 s4 = (Student1) ois.readObject();
System.out.println(s3);
System.out.println(s4);
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
|
2.也是最应该注意的，如果你先序列化对象A后序列化B，那么在反序列化的时候一定记着JAVA规定先读到的对象
是先被序列化的对象，不要先接收对象B，那样会报错.尤其在使用上面的Externalizable的时候一定要注意读取
的先后顺序。
3.实现序列化接口的对象并不强制声明唯一的serialVersionUID，是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向
上向下的兼容性有很大的影响。我们来做个测试：
思路一
把User中的serialVersionUID去掉，序列化保存。反序列化的时候，增加或减少个字段，看是否成功。
Java代码
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
public class User implements Serializable{
private String name;
private int age;
private long phone;
private List friends;
...
}
|
保存到文件中：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(b);
fos.close();
|
增加或者减少字段后，从文件中读出来，反序列化：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(b);
fos.close();
|
结果：抛出异常信息
Java代码
| 1 2 3 4 5 6 7 8 |
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: serialize.obj.UserVo; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 3305402508581390189, local class serialVersionUID = 7174371419787432394 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:560)
at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1582)
at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1495)
at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1731)
at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1328)
at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:350)
at serialize.obj.ObjectSerialize.read(ObjectSerialize.java:74)
at serialize.obj.ObjectSerialize.main(ObjectSerialize.java:27)
|
思路二
eclipse指定生成一个serialVersionUID，序列化保存，修改字段后反序列化
略去代码
结果：反序列化成功
结论
如果没有明确指定serialVersionUID，序列化的时候会根据字段和特定的算法生成一个serialVersionUID，当属性有变化时这个id发生了变化，所以反序列化的时候
就会失败。抛出“本地classd的唯一id和流中class的唯一id不匹配”。
jdk文档关于serialVersionUID的描述：
写道
如果可序列化类未显式声明 serialVersionUID，则序列化运行时将基于该类的各个方面计算该类的默认 serialVersionUID 值，如“Java(TM) 对象序列化规范”中所述。不过，强烈建议 所有可序列化类都显式声明 serialVersionUID 值，原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性，根据编译器实现的不同可能千差万别，这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。因此，为保证 serialVersionUID 值跨不同 java 编译器实现的一致性，序列化类必须声明一个明确的 serialVersionUID 值。还强烈建议使用 private 修饰符显示声明 serialVersionUID（如果可能），原因是这种声明仅应用于直接声明类 -- serialVersionUID 字段作为继承成员没有用处。数组类不能声明一个明确的 serialVersionUID，因此它们总是具有默认的计算值，但是数组类没有匹配 serialVersionUID 值的要求。
三.实现序列化的其它方式 (这是一个扩展内容，感兴趣的可以扩展一下)
1)是把对象包装成JSON字符串传输。
这里采用JSON格式同时使用采用Google的gson-2.2.2.jar 进行转义
2)采用谷歌的ProtoBuf
随着Google工具protoBuf的开源，protobuf也是个不错的选择。对JSON,Object Serialize(Java的序列化和反序列化),
ProtoBuf 做个对比。
定义一个通用的待传输的对象UserVo：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
public class User
private static final long serialVersionUID = -5726374138698742258L;
{ private String name;
private int age;
private long phone;
private List friends;
...set和get方法
}
|
初始化User的实例src：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
Java代码
User user1 = new UserVo();
user1 .setName("user1 ");
user1 .setAge(30);
user1 .setPhone(13789126278L);
UserVo f1 = new UserVo();
f1.setName("tmac");
f1.setAge(32);
f1.setPhone(123L);
User user2 = new User();
user2 .setName("user2 ");
user2 .setAge(29);
user2 .setPhone(123L);
List friends = new ArrayList();
friends.add(user1 );
friends.add(user2 );
user1 .setFriends(friends);
|
1.首先使用JOSN来实现序列化。
| 1 2 |
Java代码
Gson gson = new Gson();
String json = gson.toJson(src);
|
得到的字符串：
| 1 2 3 |
Js代码
{"name":"user1 ","age":30,"phone":123,"friends":[{"name":"user1 ","age":32,"phone":123},{"name":"user2 ","age":29,"phone":123}]}
|
字节数为153
Json的优点：明文结构一目了然，可以跨语言，属性的增加减少对解析端影响较小。缺点：字节数过多，依赖于不同的第三方类库。
Object Serialize（Java的序列化和反序列化）
UserVo实现Serializalbe接口，提供唯一的版本号：
序列化方法：
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
字节数是238
反序列化：
Java代码
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
vo = (UserVo) ois.readObject();
ois.close();
fis.close();
Object Serializalbe 优点：java原生支持，不需要提供第三方的类库，使用比较简单。
缺点：无法跨语言，字节数占用比较大，某些情况下对于对象属性的变化比较敏感。
对象在进行序列化和反序列化的时候，必须实现Serializable接口，但并不强制声明唯一的serialVersionUID
是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。
Google ProtoBuf
protocol buffers 是google内部得一种传输协议，目前项目已经开源（http://code.google.com/p/protobuf/）。
它定义了一种紧凑得可扩展得二进制协议格式，适合网络传输，并且针对多个语言有不同得版本可供选择。
以protobuf-2.5.0rc1为例，准备工作：
下载源码，解压，编译，安装
Shell代码
tar zxvf protobuf-2.5.0rc1.tar.gz ./configure ./make ./make install
测试：
Shell代码
MacBook-Air:~ ming$ protoc --version libprotoc 2.5.0
安装成功！
进入源码得java目录，用mvn工具编译生成所需得jar包，protobuf-java-2.5.0rc1.jar
1、编写.proto文件，命名UserVo.proto
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Text代码
package serialize;
option java_package = "serialize";
option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
}
|
2、在命令行利用protoc 工具生成builder类
Shell代码
protoc -IPATH=.proto文件所在得目录 --java_out=java文件的输出路径 .proto的名称
得到UserProtos类
3、编写序列化代码
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
Java代码
UserVoProtos.User.Builder builder = UserVoProtos.User.newBuilder();
builder.setName("Yaoming"); builder.setAge(30);
builder.setPhone(13789878978L);
UserVoProtos.UserVo.Builder builder1 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();
builder1.setName("tmac"); builder1.setAge(32); builder1.setPhone(138999898989L);
UserVoProtos.UserVo.Builder builder2 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();
builder2.setName("liuwei"); builder2.setAge(29); builder2.setPhone(138999899989L);
builder.addFriends(builder1);
builder.addFriends(builder2);
UserVoProtos.UserVo vo = builder.build(); byte[] v = vo.toByteArray();
|
字节数53
反序列化
| 1 2 3 |
Java代码
UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb);
System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
|
结果：tmac，反序列化成功
google protobuf 优点：字节数很小，适合网络传输节省io，跨语言 。
缺点：需要依赖于工具生成代码。
工作机制
proto文件是对数据的一个描述，包括字段名称，类型，字节中的位置。protoc工具读取proto文件生成对应builder代码的类库。protoc xxxxx --java_out=xxxxxx 生成java类库。builder类根据自己的算法把数据序列化成字节流，或者把字节流根据反射的原理反序列化成对象。官方的示例：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/javatutorial。
proto文件中的字段类型和java中的对应关系：
详见：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto
| .proto Type |
java Type |
c++ Type |
| double |
double |
double |
| float |
float |
float |
| int32 |
int |
int32 |
| int64 |
long |
int64 |
| uint32 |
int |
uint32 |
| unint64 |
long |
uint64 |
| sint32 |
int |
int32 |
| sint64 |
long |
int64 |
| fixed32 |
int |
uint32 |
| fixed64 |
long |
uint64 |
| sfixed32 |
int |
int32 |
| sfixed64 |
long |
int64 |
| bool |
boolean |
bool |
| string |
String |
string |
| bytes |
byte |
string |
字段属性的描述：
写道
required: a well-formed message must have exactly one of this field. optional: a well-formed message can have zero or one of this field (but not more than one). repeated: this field can be repeated any number of times (including zero) in a well-formed message. The order of the repeated values will be preserved.
protobuf 在序列化和反序列化的时候，是依赖于.proto文件生成的builder类完成，字段的变化如果不表现在.proto文件中就不会影响反序列化，比较适合字段变化的情况。
做个测试：把UserVo序列化到文件中：
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Java代码
UserProtos.User vo = builder.build();
byte[] v = vo.toByteArray();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(vo.toByteArray());
fos.close();
为User增加字段，对应的.proto文件：
Text代码
package serialize;
option java_package = "serialize";
option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
optional string address = 5; }
从文件中反序列化回来：
Java代码
FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile);
byte[] dstb = new byte[fis.available()];
for(int i=0;ibyte)fis.read(); }
fis.close(); UserProtos.User uvo = UserProtos.User.parseFrom(dstb);
System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
|
成功得到结果。
三种方式对比传输同样的数据，google protobuf只有53个字节是最少的。结论：
| 方式 |
优点 |
缺点 |
| JSON |
跨语言、格式清晰一目了然 |
字节数比较大，需要第三方类库 |
| Object Serialize |
java原生方法不依赖外部类库 |
字节数比较大，不能跨语言 |
| Google protobuf |
跨语言、字节数比较少 |
编写.proto配置用protoc工具生成对应的代码 |
