不灭的焱

革命尚未成功,同志仍须努力

作者:php-note.com  发布于:2018-10-14 21:34  分类:Java基础 

Java序列化是指把Java对象转换为字节序列的过程;而Java反序列化是指把字节序列恢复为Java对象的过程。从而达到网络传输、本地存储的效果。

本文主要要看看JDK中使用Serializable和Externalizable接口来完成Java对象序列化,并给出部分属性序列化的几种方式,最终做出Serializable和Externalizable接口的几个方面的对比。

注:本文不讨论为什么不用第三方工具包完成序列化等~

序列化Serializable

要实现Java对象的序列化,只要将类实现Serializable或Externalizable接口即可。

采用类实现Serializable接口的序列化很简单,Java自动会将非transient修饰属性序列化到指定文件中去。

举个例子:

import java.io.Serializable;
import java.util.List;

/**
 * @Type Book.java
 * @Desc 
 * @author wangmengjun
 * @date 2017年12月1日 下午7:16:29
 * @version 
 */
public class Book implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -6212470156629515269L;

    /**书名*/
    private String name;

    /**ISBN*/
    private String isbn;

    /**作者*/
    private List<String> authors;

    /**
     * @return the name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * @param name the name to set
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * @return the isbn
     */
    public String getIsbn() {
        return isbn;
    }

    /**
     * @param isbn the isbn to set
     */
    public void setIsbn(String isbn) {
        this.isbn = isbn;
    }

    /**
     * @return the authors
     */
    public List<String> getAuthors() {
        return authors;
    }

    /**
     * @param authors the authors to set
     */
    public void setAuthors(List<String> authors) {
        this.authors = authors;
    }

    /* (non-Javadoc)
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "Book [name=" + name + ", isbn=" + isbn + ", authors=" + authors + "]";
    }

}

然后编写一个用于序列化和反序列的小工具类,

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;


/**
 * @Type SerializationUtil.java
 * @Desc 
 * @author wangmengjun
 * @date 2017年12月1日 下午7:23:04
 * @version 
 */
public class SerializationUtil {
 
    /**
     * 从一个给定的文件完成反序列化
     */
    public static Object deserialize(String fileName) throws IOException,
            ClassNotFoundException {
        FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        Object obj = ois.readObject();
        ois.close();
        return obj;
    }
 
    /**
     * 将给定的对象序列化到指定的文件中去
     */
    public static void serialize(Object obj, String fileName)
            throws IOException {
 
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(fileName);
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(fos);
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        oos.close();
    }
}

写个测试类,测试一下:

public class SerializableTest {

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        
        Book book = new  Book();
        book.setIsbn("ABC123456789");
        book.setName("Hello Java");
        book.setAuthors(Arrays.asList("John","Eric"));
        //book==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=[John, Eric]]

        System.out.println("book==>" + book);
        
        /**
         * 将book对象序列化到book.temp文件中去
         */
        String fileName = "book.temp";
        SerializationUtil.serialize(book, fileName);
        
        /**
         * 从book.temp文件中,反序列化一个Book对象
         */
        Book deserializedBook = (Book) SerializationUtil.deserialize(fileName);
        //deserializedBook==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=[John, Eric]]
        System.out.println("deserializedBook==>" + deserializedBook);
    }
}

一个简单的示例,就完成了Book对象的序列化和反序列化。

在上述示例中,Book对象中的所有的属性都被序列化如果里面存在部分属性,我们不想要被序列化,该如何做呢?

部分属性序列化

如果只想将部分属性进行序列化,可以采用如下几种方法:

  1. 使用transient关键字
  2. 添加writeObject和readObject方法
  3. 使用Externalizable实现

使用transient关键字

对属性添加transient关键字,可以防止该属性序列化~

如下示例中,我们不想isbn和authors属性被序列,添加上transient关键字实现一下~

public class Book implements Serializable {

	private static final long serialVersionUID = -6212470156629515269L;

	/** 书名 */
	private String name;

	/** ISBN */
	private transient String isbn;

	/** 作者 */
	private transient List<String> authors;

 ... ... 

}

运行上述提到的SerializableTest.java程序,输出如下结果,我们可以看出isbn和authors的值都为null,表明这两个属性没有被序列化~

book==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=[John, Eric]]
deserializedBook==>Book [name=Hello Java, isbn=null, authors=null]

添加writeObject和readObject方法

另外,我们也可以采用编写私有方法writeObject和readObject,完成部分属性的序列化。修改Book类,增加writeObject 和 readObject方法,如:

public class Book implements Serializable {

	private static final long serialVersionUID = -6212470156629515269L;

	/** 书名 */
	private String name;

	/** ISBN */
	private String isbn;

	/** 作者 */
	private List<String> authors;

	private void writeObject(ObjectOutputStream oos) throws IOException {
		// oos.defaultWriteObject();
		oos.writeObject(name);
		oos.writeObject(isbn);
	}

	private void readObject(ObjectInputStream ois) throws IOException, ClassNotFoundException {
		// ois.defaultReadObject();
		name = (String) ois.readObject();
		isbn = (String) ois.readObject();
	}

... ...

}

在上述示例中,我们选择序列化的属性为name和isbn,书本作者authors没有序列化~

同样,使用SerializableTest.java类测试一下,结果如下:

book==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=[John, Eric]]
deserializedBook==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=null]

注意

这里的writeObject和readObject是private的且是void的~

Java调用ObjectOutputStream类检查其是否有私有的,无返回值的writeObject方法如果有,其会委托该方法进行对象序列化

检查是否有合适的方法如下:

writeObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "writeObject",
                            new Class<?>[] { ObjectOutputStream.class },
                            Void.TYPE);
                        readObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "readObject",
                            new Class<?>[] { ObjectInputStream.class },
                            Void.TYPE);
                        readObjectNoDataMethod = getPrivateMethod(
                            cl, "readObjectNoData", null, Void.TYPE);
                        hasWriteObjectData = (writeObjectMethod != null);

使用Externalizable实现

还有一种方式,就是使用Externalizable完成部分属性的序列化

Externalizable继承自Serializable使用Externalizable接口需要实现writeExternal以及readExternal方法~在writeExternal方法中,写入想要外部序列化的元素~

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
     * calling the writeObject method of ObjectOutput for objects, strings,
     * and arrays.
     *
     * @serialData Overriding methods should use this tag to describe
     *             the data layout of this Externalizable object.
     *             List the sequence of element types and, if possible,
     *             relate the element to a public/protected field and/or
     *             method of this Externalizable class.
     *
     * @param out the stream to write the object to
     * @exception IOException Includes any I/O exceptions that may occur
     */
    void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;

    /**
     * The object implements the readExternal method to restore its
     * contents by calling the methods of DataInput for primitive
     * types and readObject for objects, strings and arrays.  The
     * readExternal method must read the values in the same sequence
     * and with the same types as were written by writeExternal.
     *
     * @param in the stream to read data from in order to restore the object
     * @exception IOException if I/O errors occur
     * @exception ClassNotFoundException If the class for an object being
     *              restored cannot be found.
     */
    void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

修改Book类的内容,如下:

import java.io.Externalizable;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectOutput;
import java.util.List;

/**
 * @Type Book.java
 * @Desc
 * @author wangmengjun
 * @date 2017年12月1日 下午7:16:29
 * @version
 */
public class Book implements Externalizable {

	/** 书名 */
	private String name;

	/** ISBN */
	private String isbn;

	/** 作者 */
	private List<String> authors;

	@Override
	public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
		out.writeObject(name);
		out.writeObject(isbn);
	}

	@Override
	public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
		name = (String) in.readObject();
		isbn = (String) in.readObject();
	}

	/**
	 * @return the name
	 */
	public String getName() {
		return name;
	}

	/**
	 * @param name
	 *            the name to set
	 */
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	/**
	 * @return the isbn
	 */
	public String getIsbn() {
		return isbn;
	}

	/**
	 * @param isbn
	 *            the isbn to set
	 */
	public void setIsbn(String isbn) {
		this.isbn = isbn;
	}

	/**
	 * @return the authors
	 */
	public List<String> getAuthors() {
		return authors;
	}

	/**
	 * @param authors
	 *            the authors to set
	 */
	public void setAuthors(List<String> authors) {
		this.authors = authors;
	}

	/*
	 * (non-Javadoc)
	 * 
	 * @see java.lang.Object#toString()
	 */
	@Override
	public String toString() {
		return "Book [name=" + name + ", isbn=" + isbn + ", authors=" + authors + "]";
	}

}

同样,使用SerializableTest.java类测试一下,同样获得如下结果:

book==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=[John, Eric]]
deserializedBook==>Book [name=Hello Java, isbn=ABC123456789, authors=null]

Externalizable vs Serializable

Externalizable和Serializable的一些比较点,如下:

【1】 Serializable 是标识接口

public interface Serializable {
}

实现该接口,无需重写任何方法;

public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
    
    void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
   
    void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

Externalizable 接口继承于Serializable,实现该接口,需要重写readExternal和writeExternal方法~

【2】Serializable提供了两种方式进行对象的序列化,

  • 采用默认序列化方式,将非transatient和非static的属性进行序列化
  • 编写readObject和writeObject完成部分属性的序列化

Externalizable 接口的序列化,需要重写writeExternal和readExternal方法,并且在方法中编写相关的逻辑完成序列化和反序列化。

【3】Externalizable接口的实现方式一定要有默认的无参构造函数~

如果,没有无参构造函数,反序列化会报错~ 验证一下~ Book添加一个有参数的Book构造函数~

public class Book implements Externalizable {

	/** 书名 */
	private String name;

	/** ISBN */
	private String isbn;

	/** 作者 */
	private List<String> authors;
	
	public Book(String name) {
		this.name = name;
	}

... ... 
}

这样,序列化、反序列化之后,报no valid constructor的异常~

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Book; no valid constructor
	at java.io.ObjectStreamClass$ExceptionInfo.newInvalidClassException(ObjectStreamClass.java:150)
	at java.io.ObjectStreamClass.checkDeserialize(ObjectStreamClass.java:768)
	at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1772)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1350)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:370)
	at SerializationUtil.deserialize(SerializationUtil.java:27)
	at SerializableTest.main(SerializableTest.java:33) 

Serializable接口实现,其采用反射机制完成内容恢复,没有一定要有无参构造函数的限制~

【4】采用Externalizable无需产生序列化ID(serialVersionUID)~而Serializable接口则需要~

【5】相比较Serializable, Externalizable序列化、反序列更加快速,占用相比较小的内存

在项目中,大部分的类还是推荐使用Serializable, 有些类可以使用Externalizable接口,如:

  • 完全控制序列的流程和逻辑
  • 需要大量的序列化和反序列化操作,而你比较关注资源和性能~ 当然,这种情况下,我们一般还会考虑第三方序列化/反序列化工具,如protobuf等进行序列化和反序列化操作~

 

 

摘自:https://my.oschina.net/wangmengjun/blog/1588096