java 对象的序列化和反序列化详细介绍

最近周末，对java 的基础知识做了一个整理，其中java 序列化和反序列化的资料进行了详细整理，这里做个笔记，希望也能帮助到读到此文的朋友。

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。

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 * <p>ClassName: Person<p>
 5 * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
 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

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.MessageFormat;

/**
 * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
 * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
 */
public class TestObjSerializeAndDeserialize {

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    SerializePerson();//序列化Person对象
    Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
    System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
                         p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
  }

  /**
   * MethodName: SerializePerson
   * Description: 序列化Person对象
   * @author xudp
   * @throws FileNotFoundException
   * @throws IOException
   */
  private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
      IOException {
    Person person = new Person();
    person.setName("gacl");
    person.setAge(25);
    person.setSex("男");
    // 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
    ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
        new File("E:/Person.txt")));
    oo.writeObject(person);
    System.out.println("Person对象序列化成功！");
    oo.close();
  }

  /**
   * MethodName: DeserializePerson
   * Description: 反序列Perons对象
   * @author xudp
   * @return
   * @throws Exception
   * @throws IOException
   */
  private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
        new File("E:/Person.txt")));
    Person person = (Person) ois.readObject();
    System.out.println("Person对象反序列化成功！");
    return person;
  }

}

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

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：

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：

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 * <p>ClassName: Customer<p>
55 * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>
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：

class Customer implements Serializable {
  /**
   * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
   */
  private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
  private String name;
  private int age;

  //新添加的sex属性
  //private String sex;

  public Customer(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  /*public Customer(String name, int age,String sex) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.sex = sex;
  }*/

  /*
   * @MethodName toString
   * @Description 重写Object类的toString()方法
   * @author xudp
   * @return string
   * @see java.lang.Object#toString()
   */
  @Override
  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

　　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：

class Customer implements Serializable {
  /**
   * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
   */
  private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
  private String name;
  private int age;

  //新添加的sex属性
  private String sex;

  public Customer(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  public Customer(String name, int age,String sex) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.sex = sex;
  }

  /*
   * @MethodName toString
   * @Description 重写Object类的toString()方法
   * @author xudp
   * @return string
   * @see java.lang.Object#toString()
   */
  @Override
  public String toString() {
    return "name=" + name + ", age=" + age;
  }
}

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。

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