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懂得Java的序列化與反序列化

編輯:關於JAVA

懂得Java的序列化與反序列化。本站提示廣大學習愛好者:(懂得Java的序列化與反序列化)文章只能為提供參考,不一定能成為您想要的結果。以下是懂得Java的序列化與反序列化正文


文章重要觸及到以下幾個成績:

  • 怎樣完成Java的序列化
  • 為何完成了java.io.Serializable接談鋒能被序列化
  • transient的感化是甚麼
  • 怎樣自界說序列化戰略
  • 自界說的序列化戰略是若何被挪用的
  • ArrayList對序列化的完成有甚麼利益

1、Java對象的序列化

Java平台許可我們在內存中創立可復用的Java對象,但普通情形下,只要當JVM處於運轉時,這些對象才能夠存在,即,這些對象的性命周期不會比JVM的性命周期更長。但在實際運用中,便可能請求在JVM停滯運轉以後可以或許保留(耐久化)指定的對象,並在未來從新讀取被保留的對象。Java對象序列化就可以夠贊助我們完成該功效。

應用Java對象序列化,在保留對象時,會把其狀況保留為一組字節,在將來,再將這些字節組裝成對象。必需留意地是,對象序列化保留的是對象的”狀況”,即它的成員變量。由此可知,對象序列化不會存眷類中的靜態變量。

除在耐久化對象時會用到對象序列化以外,當應用RMI(長途辦法挪用),或在收集中傳遞對象時,都邑用到對象序列化。Java序列化API為處置對象序列化供給了一個尺度機制,該API簡略易用,在本文的後續章節中將會陸續講到。

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
  private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

  transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

  private int size;
}

2、若何對Java對象停止序列化與反序列化

在Java中,只需一個類完成了java.io.Serializable接口,那末它便可以被序列化。這裡先來一段代碼:

code 1 創立一個User類,用於序列化及反序列化

package com.hollis;
import java.io.Serializable;
import java.util.Date;

/**
 * Created by hollis on 16/2/2.
 */
public class User implements Serializable{
  private String name;
  private int age;
  private Date birthday;
  private transient String gender;
  private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public int getAge() {
    return age;
  }

  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  public Date getBirthday() {
    return birthday;
  }

  public void setBirthday(Date birthday) {
    this.birthday = birthday;
  }

  public String getGender() {
    return gender;
  }

  public void setGender(String gender) {
    this.gender = gender;
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "User{" +
        "name='" + name + '\'' +
        ", age=" + age +
        ", gender=" + gender +
        ", birthday=" + birthday +
        '}';
  }
}

code 2 對User停止序列化及反序列化的Demo

package com.hollis;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import java.io.*;
import java.util.Date;

/**
 * Created by hollis on 16/2/2.
 */
public class SerializableDemo {

  public static void main(String[] args) {
    //Initializes The Object
    User user = new User();
    user.setName("hollis");
    user.setGender("male");
    user.setAge(23);
    user.setBirthday(new Date());
    System.out.println(user);

    //Write Obj to File
    ObjectOutputStream oos = null;
    try {
      oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("tempFile"));
      oos.writeObject(user);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      IOUtils.closeQuietly(oos);
    }

    //Read Obj from File
    File file = new File("tempFile");
    ObjectInputStream ois = null;
    try {
      ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
      User newUser = (User) ois.readObject();
      System.out.println(newUser);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    } finally {
      IOUtils.closeQuietly(ois);
      try {
        FileUtils.forceDelete(file);
      } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }

  }
}
//output 
//User{name='hollis', age=23, gender=male, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}
//User{name='hollis', age=23, gender=null, birthday=Tue Feb 02 17:37:38 CST 2016}

3、序列化及反序列化相干常識

1、在Java中,只需一個類完成了java.io.Serializable接口,那末它便可以被序列化。

2、經由過程ObjectOutputStream和ObjectInputStream對對象停止序列化及反序列化

3、虛擬機能否許可反序列化,不只取決於類途徑和功效代碼能否分歧,一個異常主要的一點是兩個類的序列化 ID 能否分歧(就是 private static final long serialVersionUID)

4、序列化其實不保留靜態變量。

5、要想將父類對象也序列化,就須要讓父類也完成Serializable 接口。

6、Transient 症結字的感化是掌握變量的序列化,在變量聲明前加上該症結字,可以阻攔該變量被序列化到文件中,在被反序列化後,transient 變量的值被設為初始值,如 int 型的是 0,對象型的是 null。

7、辦事器端給客戶端發送序列化對象數據,對象中有一些數據是敏感的,好比暗碼字符串等,願望對該暗碼字段在序列化時,停止加密,而客戶端假如具有解密的密鑰,只要在客戶端停止反序列化時,才可以對暗碼停止讀取,如許可以必定水平包管序列化對象的數據平安。

4、ArrayList的序列化

在引見ArrayList序列化之前,先來斟酌一個成績:

若何自界說的序列化和反序列化戰略

帶著這個成績,我們來看java.util.ArrayList的源碼

code 3

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
  private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;
  transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access
  private int size;
}

筆者省略了其他成員變量,從下面的代碼中可以曉得ArrayList完成了java.io.Serializable接口,那末我們便可以對它停止序列化及反序列化。由於elementData是transient的,所以我們以為這個成員變量不會被序列化而保存上去。我們寫一個Demo,驗證一下我們的設法主意:

code 4

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
    List<String> stringList = new ArrayList<String>();
    stringList.add("hello");
    stringList.add("world");
    stringList.add("hollis");
    stringList.add("chuang");
    System.out.println("init StringList" + stringList);
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("stringlist"));
    objectOutputStream.writeObject(stringList);

    IOUtils.close(objectOutputStream);
    File file = new File("stringlist");
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
    List<String> newStringList = (List<String>)objectInputStream.readObject();
    IOUtils.close(objectInputStream);
    if(file.exists()){
      file.delete();
    }
    System.out.println("new StringList" + newStringList);
  }
//init StringList[hello, world, hollis, chuang]
//new StringList[hello, world, hollis, chuang]

懂得ArrayList的人都曉得,ArrayList底層是經由過程數組完成的。那末數組elementData其實就是用來保留列表中的元素的。經由過程該屬性的聲明方法我們曉得,他是沒法經由過程序列化耐久化上去的。那末為何code 4的成果卻經由過程序列化和反序列化把List中的元素保存上去了呢?

5、writeObject和readObject辦法

在ArrayList中界說了來個辦法: writeObject和readObject。

這裡先給出結論:

在序列化進程中,假如被序列化的類中界說了writeObject 和 readObject 辦法,虛擬機遇試圖挪用對象類裡的 writeObject 和 readObject 辦法,停止用戶自界說的序列化和反序列化。

假如沒有如許的辦法,則默許挪用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 辦法和 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 辦法。

用戶自界說的 writeObject 和 readObject 辦法可以許可用戶掌握序列化的進程,好比可以在序列化的進程中靜態轉變序列化的數值。

來看一下這兩個辦法的詳細完成:

code 5

private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

    // Read in size, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();

    // Read in capacity
    s.readInt(); // ignored

    if (size > 0) {
      // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
      ensureCapacityInternal(size);

      Object[] a = elementData;
      // Read in all elements in the proper order.
      for (int i=0; i<size; i++) {
        a[i] = s.readObject();
      }
    }
  }

code 6

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

    // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
    s.writeInt(size);

    // Write out all elements in the proper order.
    for (int i=0; i<size; i++) {
      s.writeObject(elementData[i]);
    }

    if (modCount != expectedModCount) {
      throw new ConcurrentModificationException();
    }
  }

那末為何ArrayList要用這類方法來完成序列化呢?

why transient

ArrayList現實上是靜態數組,每次在放滿今後主動增加設定的長度值,假如數組主動增加長度設為100,而現實只放了一個元素,那就會序列化99個null元素。為了包管在序列化的時刻不會將這麼多null同時停止序列化,ArrayList把元素數組設置為transient。

why writeObject and readObject

後面說過,為了避免一個包括年夜量空對象的數組被序列化,為了優化存儲,所以,ArrayList應用transient來聲明elementData。
然則,作為一個聚集,在序列化進程中還必需包管個中的元素可以被耐久化上去,所以,經由過程重寫writeObject 和 readObject辦法的方法把個中的元素保存上去。

writeObject辦法把elementData數組中的元素遍歷的保留到輸入流(ObjectOutputStream)中。

readObject辦法從輸出流(ObjectInputStream)中讀出對象並保留賦值到elementData數組中。

至此,我們先試著往返答方才提出的成績:

1、若何自界說的序列化和反序列化戰略

答:可以經由過程在被序列化的類中增長writeObject 和 readObject辦法。2、那末成績又來了:

固然ArrayList中寫了writeObject 和 readObject 辦法,然則這兩個辦法並沒有顯示的被挪用啊。

那末假如一個類中包括writeObject 和 readObject 辦法,那末這兩個辦法是怎樣被挪用的呢?

6、ObjectOutputStream

從code 4中,我們可以看出,對象的序列化進程經由過程ObjectOutputStream和ObjectInputputStream來完成的,那末帶著方才的成績,我們來剖析一下ArrayList中的writeObject 和 readObject 辦法究竟是若何被挪用的呢?

為了節儉篇幅,這裡給出ObjectOutputStream的writeObject的挪用棧:

writeObject ---> writeObject0 --->writeOrdinaryObject--->writeSerialData--->invokeWriteObject

這裡看一下invokeWriteObject:

void invokeWriteObject(Object obj, ObjectOutputStream out)
    throws IOException, UnsupportedOperationException
  {
    if (writeObjectMethod != null) {
      try {
        writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });
      } catch (InvocationTargetException ex) {
        Throwable th = ex.getTargetException();
        if (th instanceof IOException) {
          throw (IOException) th;
        } else {
          throwMiscException(th);
        }
      } catch (IllegalAccessException ex) {
        // should not occur, as access checks have been suppressed
        throw new InternalError(ex);
      }
    } else {
      throw new UnsupportedOperationException();
    }
  }

個中writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });是症結,經由過程反射的方法挪用writeObjectMethod辦法。官方是這麼說明這個writeObjectMethod的:

class-defined writeObject method, or null if none

在我們的例子中,這個辦法就是我們在ArrayList中界說的writeObject辦法。經由過程反射的方法被挪用了。

至此,我們先試著往返答方才提出的成績:

假如一個類中包括writeObject 和 readObject 辦法,那末這兩個辦法是怎樣被挪用的?

答:在應用ObjectOutputStream的writeObject辦法和ObjectInputStream的readObject辦法時,會經由過程反射的方法挪用。

至此,我們曾經引見完了ArrayList的序列化方法。那末,不曉得有無人提出如許的疑問:

Serializable明明就是一個空的接口,它是怎樣包管只要完成了該接口的辦法能力停止序列化與反序列化的呢?

Serializable接口的界說:

public interface Serializable {
}

讀者可以測驗考試把code 1中的繼續Serializable的代碼去失落,再履行code 2,會拋出java.io.NotSerializableException。

其實這個成績也很好答復,我們再回到方才ObjectOutputStream的writeObject的挪用棧:

writeObject ---> writeObject0 --->writeOrdinaryObject--->writeSerialData--->invokeWriteObject

writeObject0辦法中有這麼一段代碼:

if (obj instanceof String) {
        writeString((String) obj, unshared);
      } else if (cl.isArray()) {
        writeArray(obj, desc, unshared);
      } else if (obj instanceof Enum) {
        writeEnum((Enum<?>) obj, desc, unshared);
      } else if (obj instanceof Serializable) {
        writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
      } else {
        if (extendedDebugInfo) {
          throw new NotSerializableException(
            cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());
        } else {
          throw new NotSerializableException(cl.getName());
        }
      }

在停止序列化操作時,會斷定要被序列化的類能否是Enum、Array和Serializable類型,假如不是則直接拋出NotSerializableException。

總結

1、假如一個類想被序列化,須要完成Serializable接口。不然將拋出NotSerializableException異常,這是由於,在序列化操作進程中會對類型停止檢討,請求被序列化的類必需屬於Enum、Array和Serializable類型個中的任何一種。

2、在變量聲明前加上該症結字,可以阻攔該變量被序列化到文件中。

3、在類中增長writeObject 和 readObject 辦法可以完成自界說序列化戰略

以上就是本文的全體內容,願望對年夜家的進修有所贊助。

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