java序列化与反序列化相关问题

一、序列化和反序列化的概念

　　把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
　　把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
　　对象的序列化主要有两种用途：
　　1） 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
　　2） 在网络上传送对象的字节序列。

　　在很多应用中，需要对某些对象进行序列化，让它们离开内存空间，入住物理硬盘，以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。

　　当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

序列化是一种用来处理对象流的机制 
所谓对象流就是将对象的内容进行流化。可以对流化后的对象进行读写操作，也可将流化后的对象传输于网络之间。序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。
序列化的实现：将需要被序列化的类实现Serializable接口，该接口没有需要实现的方法，implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的，然后使用一个输出流(如：FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象，接着，使用ObjectOutputStream对象的writeObject(Object obj)方法就可以将参数为obj的对象写出(即保存其状态)，要恢复的话则用输入流;
什么时候使用序列化：
一：对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如：RMI(即远程调用Remote Method Invocation)要利用对象序列化运行远程主机上的服务，就像在本地机上运行对象时一样。
二：java对象序列化不仅保留一个对象的数据，而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中，可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列化可以进行对象的"深复制"，即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。
三：序列化可以将内存中的类写入文件或数据库中。比如将某个类序列化后存为文件，下次读取时只需将文件中的数据反序列化就可以将原先的类还原到内存中。也可以将类序列化为流数据进行传输。总的来说就是将一个已经实例化的类转成文件存储，下次需要实例化的时候只要反序列化即可将类实例化到内存中并保留序列化时类中的所有变量和状态。
四： 对象、文件、数据，有许多不同的格式，很难统一传输和保存
序列化以后就都是字节流了，无论原来是什么东西，都能变成一样的东西，就可以进行通用的格式传输或保存，传输结束以后，要再次使用，就进行反序列化还原，这样对象还是对象，文件还是文件

二、JDK类库中的序列化API

　　java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的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。
　　java.io.ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。
　　只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。
　　对象序列化包括如下步骤：
　　1） 创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；
　　2） 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。

　　对象反序列化的步骤如下：
　　1） 创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
　　2） 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。

对象序列化和反序列范例：

　　定义一个Person类，实现Serializable接口

1 import java.io.Serializable;
 2 
 3 /**
 4  * 
ClassName: Person

 5  * 
Description:测试对象序列化和反序列化

 6  * @author xudp
 7  * @version 1.0 V
 8  * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
 9  */
10 public class Person implements Serializable {
11 
12     /**
13      * 序列化ID
14      */
15     private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
16     private int age;
17     private String name;
18     private String sex;
19 
20     public int getAge() {
21         return age;
22     }
23 
24     public String getName() {
25         return name;
26     }
27 
28     public String getSex() {
29         return sex;
30     }
31 
32     public void setAge(int age) {
33         this.age = age;
34     }
35 
36     public void setName(String name) {
37         this.name = name;
38     }
39 
40     public void setSex(String sex) {
41         this.sex = sex;
42     }
43 }

　　序列化和反序列化Person类对象

 1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.FileNotFoundException;
 4 import java.io.FileOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.ObjectInputStream;
 7 import java.io.ObjectOutputStream;
 8 import java.text.MessageFormat;
 9 
10 /**
11  * 
ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize

12  * 
Description: 测试对象的序列化和反序列

13  * @author xudp
14  * @version 1.0 V
15  * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
16  */
17 public class TestObjSerializeAndDeserialize {
18 
19     public static void main(String[] args) throws Exception {
20         SerializePerson();//序列化Person对象
21         Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
22         System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
23                                                  p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
24     }
25     
26     /**
27      * MethodName: SerializePerson 
28      * Description: 序列化Person对象
29      * @author xudp
30      * @throws FileNotFoundException
31      * @throws IOException
32      */
33     private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
34             IOException {
35         Person person = new Person();
36         person.setName("gacl");
37         person.setAge(25);
38         person.setSex("男");
39         // ObjectOutputStream 对象输出流，将Person对象存储到E盘的Person.txt文件中，完成对Person对象的序列化操作
40         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
41                 new File("E:/Person.txt")));
42         oo.writeObject(person);
43         System.out.println("Person对象序列化成功！");
44         oo.close();
45     }
46 
47     /**
48      * MethodName: DeserializePerson 
49      * Description: 反序列Perons对象
50      * @author xudp
51      * @return
52      * @throws Exception
53      * @throws IOException
54      */
55     private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
56         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
57                 new File("E:/Person.txt")));
58         Person person = (Person) ois.readObject();
59         System.out.println("Person对象反序列化成功！");
60         return person;
61     }
62 
63 }

代码运行结果如下：

序列化Person成功后在E盘生成了一个Person.txt文件，而反序列化Person是读取E盘的Person.txt后生成了一个Person对象

 三、serialVersionUID的作用

　　s​e​r​i​a​l​V​e​r​s​i​o​n​U​I​D​:​ ​字​面​意​思​上​是​序​列​化​的​版​本​号​，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

1 private static final long serialVersionUID

　　实现Serializable接口的类如果类中没有添加serialVersionUID，那么就会出现如下的警告提示

　　

　　用鼠标点击就会弹出生成serialVersionUID的对话框，如下图所示：

　　

　　serialVersionUID有两种生成方式：

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：

1 private static final long serialVersionUID = 1L;

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：

1 private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;

　　添加了之后就不会出现那个警告提示了，如下所示：

　　

　　扯了那么多，那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢，我们用如下的例子来说明一下serialVersionUID的作用，看下面的代码：

1 import java.io.File;
 2 import java.io.FileInputStream;
 3 import java.io.FileNotFoundException;
 4 import java.io.FileOutputStream;
 5 import java.io.IOException;
 6 import java.io.ObjectInputStream;
 7 import java.io.ObjectOutputStream;
 8 import java.io.Serializable;
 9 
10 public class TestSerialversionUID {
11 
12     public static void main(String[] args) throws Exception {
13         SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
14         Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
15         System.out.println(customer);
16     }
17 
18     /**
19      * MethodName: SerializeCustomer 
20      * Description: 序列化Customer对象
21      * @author xudp
22      * @throws FileNotFoundException
23      * @throws IOException
24      */
25     private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
26             IOException {
27         Customer customer = new Customer("gacl",25);
28         // ObjectOutputStream 对象输出流
29         ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
30                 new File("E:/Customer.txt")));
31         oo.writeObject(customer);
32         System.out.println("Customer对象序列化成功！");
33         oo.close();
34     }
35 
36     /**
37      * MethodName: DeserializeCustomer 
38      * Description: 反序列Customer对象
39      * @author xudp
40      * @return
41      * @throws Exception
42      * @throws IOException
43      */
44     private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
45         ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
46                 new File("E:/Customer.txt")));
47         Customer customer = (Customer) ois.readObject();
48         System.out.println("Customer对象反序列化成功！");
49         return customer;
50     }
51 }
52 
53 /**
54  * 
ClassName: Customer

55  * 
Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化

56  * @author xudp
57  * @version 1.0 V
58  * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17
59  */
60 class Customer implements Serializable {
61     //Customer类中没有定义serialVersionUID
62     private String name;
63     private int age;
64 
65     public Customer(String name, int age) {
66         this.name = name;
67         this.age = age;
68     }
69 
70     /*
71      * @MethodName toString
72      * @Description 重写Object类的toString()方法
73      * @author xudp
74      * @return string
75      * @see java.lang.Object#toString()
76      */
77     @Override
78     public String toString() {
79         return "name=" + name + ", age=" + age;
80     }
81 }

运行结果：

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类，添加多一个sex属性，如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     //Customer类中没有定义serialVersionUID
 3     private String name;
 4     private int age;
 5 
 6     //新添加的sex属性
 7     private String sex;
 8     
 9     public Customer(String name, int age) {
10         this.name = name;
11         this.age = age;
12     }
13     
14     public Customer(String name, int age,String sex) {
15         this.name = name;
16         this.age = age;
17         this.sex = sex;
18     }
19 
20     /*
21      * @MethodName toString
22      * @Description 重写Object类的toString()方法
23      * @author xudp
24      * @return string
25      * @see java.lang.Object#toString()
26      */
27     @Override
28     public String toString() {
29         return "name=" + name + ", age=" + age;
30     }
31 }

　然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：

1 Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 
2 local class incompatible: 
3 stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 
4 local class serialVersionUID = -5182532647273106745

　　意思就是说，文件流中的class和classpath中的class，也就是修改过后的class，不兼容了，处于安全机制考虑，程序抛出了错误，并且拒绝载入。那么如果我们真的有需求要在序列化后添加一个字段或者方法呢？应该怎么办？那就是自己去指定serialVersionUID。在TestSerialversionUID例子中，没有指定Customer类的serialVersionUID的，那么java编译器会自动给这个class进行一个摘要算法，类似于指纹算法，只要这个文件 多一个空格，得到的UID就会截然不同的，可以保证在这么多类中，这个编号是唯一的。所以，添加了一个字段后，由于没有显指定 serialVersionUID，编译器又为我们生成了一个UID，当然和前面保存在文件中的那个不会一样了，于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此，只要我们自己指定了serialVersionUID，就可以在序列化后，去添加一个字段，或者方法，而不会影响到后期的还原，还原后的对象照样可以使用，而且还多了方法或者属性可以用。

　　下面继续修改Customer类，给Customer指定一个serialVersionUID，修改后的代码如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     //private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     /*public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }*/
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

　　重新执行序列化操作，将Customer对象序列化到本地硬盘的Customer.txt文件存储，然后修改Customer类，添加sex属性，修改后的Customer类代码如下：

 1 class Customer implements Serializable {
 2     /**
 3      * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
 4      */
 5     private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
 6     private String name;
 7     private int age;
 8 
 9     //新添加的sex属性
10     private String sex;
11     
12     public Customer(String name, int age) {
13         this.name = name;
14         this.age = age;
15     }
16     
17     public Customer(String name, int age,String sex) {
18         this.name = name;
19         this.age = age;
20         this.sex = sex;
21     }
22 
23     /*
24      * @MethodName toString
25      * @Description 重写Object类的toString()方法
26      * @author xudp
27      * @return string
28      * @see java.lang.Object#toString()
29      */
30     @Override
31     public String toString() {
32         return "name=" + name + ", age=" + age;
33     }
34 }

执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：

　　

四、serialVersionUID的取值

　　serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
　　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，也有可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID，为它赋予明确的值。

　　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；
　　　　2、 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。