Java 序列化 Serializable
将 Java 对象序列化为二进制文件的 Java 序列化技术是 Java 系列技术中一个较为重要的技术点，在大部分情况下，开发人员只需要了解被序列化的类需要实现 Serializable 接口，使用 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 进行对象的读写。然而在有些情况下，光知道这些还远远不够，文章列举了笔者遇到的一些真实情境，它们与 Java 序列化相关，通过分析情境出现的原因，使读者轻松牢记 Java 序列化中的一些高级认识。
序列化 ID 问题
情境：两个客户端 A 和 B 试图通过网络传递对象数据，A 端将对象 C 序列化为二进制数据再传给 B，B 反序列化得到 C。
问题：C 对象的全类路径假设为 com.inout.Test，在 A 和 B 端都有这么一个类文件，功能代码完全一致。也都实现了 Serializable 接口，但是反序列化时总是提示不成功。
解决：虚拟机是否允许反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致（就是 private static final long serialVersionUID = 1L）。清单 1 中，虽然两个类的功能代码完全一致，但是序列化 ID 不同，他们无法相互序列化和反序列化。
序列化 ID 在 Eclipse 下提供了两种生成策略，一个是固定的 1L，一个是随机生成一个不重复的 long 类型数据（实际上是使用 JDK 工具生成），在这里有一个建议，如果没有特殊需求，就是用默认的 1L 就可以，这样可以确保代码一致时反序列化成功。那么随机生成的序列化 ID 有什么作用呢，有些时候，通过改变序列化 ID 可以用来限制某些用户的使用。
静态变量序列化
public
class
StaticObjNotSerial
implements
Serializable{
private
static
final
long
serialVersionUID
= 1L;
public
static
int
staticVar
= 5;
public
static
void
main(String[] args)
throws
IOException, ClassNotFoundException {
//初始时staticVar为5
ObjectOutputStream out =
new
ObjectOutputStream(
new
FileOutputStream(
"result.obj"
));
out.writeObject(
new
StaticObjNotSerial());
out.close();
//序列化后修改为10
StaticObjNotSerial.
staticVar
= 10;
ObjectInputStream oin =
new
ObjectInputStream(
new
FileInputStream(
"result.obj"
));
StaticObjNotSerial t = (StaticObjNotSerial) oin.readObject();
oin.close();
//再读取，通过t.staticVar打印新的值
System.
out
.println(t.
staticVar
);
}
}
序列化保存的是对象的状态，静态变量属于类的状态，因此
序列化并不保存静态变量。
父类的序列化与 Transient 关键字
情境：一个子类实现了 Serializable 接口，它的父类都没有实现 Serializable 接口，序列化该子类对象，然后反序列化后输出父类定义的某变量的数值，该变量数值与序列化时的数值不同。
解决：要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable 接口。如果父类不实现的话的，就 需要有默认的无参的构造函数。在父类没有实现 Serializable 接口时，虚拟机是不会序列化父对象的，而一个 Java 对象的构造必须先有父对象，才有子对象，反序列化也不例外。所以反序列化时，为了构造父对象，只能调用父类的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时，它的值是调用父类无参构造函数后的值。如果你考虑到这种序列化的情况，在父类无参构造函数中对变量进行初始化，否则的话，父类变量值都是默认声明的值，如 int 型的默认是 0，string 型的默认是 null。
Transient
关键字的作用是控制变量的序列化，在变量声明前加上该关键字，可以
阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 变量的值被设为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是 null。
特性使用案例
我们熟悉使用
Transient
关键字可以使得字段不被序列化，那么还有别的方法吗？根据父类对象序列化的规则，我们可以将不需要被序列化的字段抽取出来放到父类中，子类实现 Serializable 接口，父类不实现，根据父类序列化规则，父类的字段数据将不被序列化，放在父类中的好处在于当有另外一个 Child 类时， 依然不会被序列化，不用重复抒写 transient，代码简洁。
对敏感字段加密
情境：服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。
解决：在序列化过程中，虚拟机会试图
调用对象类里的
writeObject
和
readObject
方法，进行用户自定义的序列化和反序列化，如果没有这样的方法，则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程，比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。基于这个原理，可以在实际应用中得到使用，用于敏感字段的加密工作
public
class
CustomerSerialMethod
implements
Serializable {
private
static
final
long
serialVersionUID
=1L;
private
String
password
=
"pass"
;
public
String getPassword() {
return
password
;
}
public
void
setPassword(String password) {
this
.
password
= password;
}
private
void
writeObject(ObjectOutputStream out) {
try
{
PutField putFields = out.putFields();
System.
out
.println(
"原密码:"
+
password
);
password
=
"encryption"
;
//模拟加密
putFields.put(
"password"
,
password
);
System.
out
.println(
"加密后的密码"
+
password
);
out.writeFields();
}
catch
(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private
void
readObject(ObjectInputStream in) {
try
{
GetField readFields = in.readFields();
Object object = readFields.get(
"password"
,
""
);
System.
out
.println(
"要解密的字符串:"
+ object.toString());
password
=
"pass"
;
//模拟解密,需要获得本地的密钥
}
catch
(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
catch
(ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public
static
void
main(String[] args) {
try
{
ObjectOutputStream out =
new
ObjectOutputStream(
new
FileOutputStream(
"result.obj"
));
out.writeObject(
new
CustomerSerialMethod());
out.close();
ObjectInputStream oin =
new
ObjectInputStream(
new
FileInputStream(
"result.obj"
));
CustomerSerialMethod t = (CustomerSerialMethod) oin.readObject();
System.
out
.println(
"解密后的字符串:"
+ t.getPassword());
oin.close();
}
catch
(FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
catch
(IOException e) {
e.printStackTrace();
}
catch
(ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
多次序列化规则
情境：问题代码如清单 4 所示。
清单 4. 存储规则问题代码
public
class
MutilSerial
implements
Serializable {
private
static
final
long
serialVersionUID
= 1L;
private
String
password
=
"pass"
;
public
static
void
main(String[] args)
throws
Exception {
//
TODO
Auto-generated method stub
ObjectOutputStream out =
new
ObjectOutputStream(
new
FileOutputStream(
"result.obj"
));
MutilSerial test =
new
MutilSerial();
// 试图将对象两次写入文件
out.writeObject(test);
out.flush();
System.
out
.println(
new
File(
"result.obj"
).length());
out.writeObject(test);
out.close();
System.
out
.println(
new
File(
"result.obj"
).length());
ObjectInputStream oin =
new
ObjectInputStream(
new
FileInputStream(
"result.obj"
));
// 从文件依次读出两个文件
MutilSerial t1 = (MutilSerial) oin.readObject();
MutilSerial t2 = (MutilSerial) oin.readObject();
oin.close();
// 判断两个引用是否指向同一个对象
System.
out
.println(t1 == t2);
}
}
解答：Java 序列化机制为了节省磁盘空间，具有特定的存储规则，当写入文件的为同一对象时，并不会再将对象的内容进行存储，而只是再次存储一份引用，上面增加的 5 字节的存储空间就是新增引用和一些控制信息的空间。反序列化时，恢复引用关系，使得清单 3 中的 t1 和 t2 指向唯一的对象，二者相等，输出 true。该存储规则极大的节省了存储空间。
特性案例分析
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));
Test test = new Test();
test.i = 1;
out.writeObject(test);
out.flush();
test.i = 2;
out.writeObject(test);
out.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t1 = (Test) oin.readObject();
Test t2 = (Test) oin.readObject();
System.out.println(t1.i);
System.out.println(t2.i);
清单 4 的目的是希望将 test 对象两次保存到 result.obj 文件中，写入一次以后修改对象属性值再次保存第二次，然后从 result.obj 中再依次读出两个对象，输出这两个对象的 i 属性值。案例代码的目的原本是希望一次性传输对象修改前后的状态。
结果两个输出的都是 1， 原因就是第一次写入对象以后，第二次再试图写的时候，虚拟机根据引用关系知道已经有一个相同对象已经写入文件，因此只保存第二次写的引用，所以读取时，都是第一次保存的对象。读者在使用一个文件多次 writeObject 需要特别注意这个问题。