一.Java序列化的作用
有的時候我們想要把一個Java對象變成字節流的形式傳出去，有的時候我們想要從一個字節流中恢復一個Java對象。例如，有的時候我們想要
把一個Java對象寫入到硬盤或者傳輸到網路上面的其它計算機，這時我們就需要自己去通過java把相應的對象寫成轉換成字節流。對於這種通用
的操作，我們爲什麼不使用統一的格式呢？沒錯，這裏就出現了java的序列化的概念。在Java的OutputStream類下面的子類ObjectOutput-
Stream類就有對應的WriteObject(Object object) 其中要求對應的object實現了java的序列化的接口。
爲了更好的理解java序列化的應用，我舉兩個自己在開發項目中遇到的例子:
1)在使用tomcat開發JavaEE相關項目的時候，我們關閉tomcat後，相應的session中的對象就存儲在了硬盤上，如果我們想要在tomcat重啓的
時候能夠從tomcat上面讀取對應session中的內容，那麼保存在session中的內容就必須實現相關的序列化操作。
2)如果我們使用的java對象要在分佈式中使用或者在rmi遠程調用的網絡中使用的話，那麼相關的對象必須實現java序列化接口。
親愛的小夥伴，大概你已經瞭解了java序列化相關的作用，接下來們來看看如何實現java的序列化吧。~
二.實現java對象的序列化和反序列化。
Java對象的序列化有兩種方式。
a.是相應的對象實現了序列化接口Serializable，這個使用的比較多，對於序列化接口Serializable接口是一個空的接口，它的主要作用就是
標識這個對象時可序列化的，jre對象在傳輸對象的時候會進行相關的封裝。這裏就不做過多的介紹了。
下面是一個實現序列化接口的Java序列化的例子:非常簡單
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package com.shop.domain;
import java.util.Date;
public class Article implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private Integer id;
private String title; //文章標題
private String content; // 文章內容
private String faceIcon;//表情圖標
private Date postTime; //文章發表的時間
private String ipAddr; //用戶的ip
private User author; //回覆的用戶
public Integer getId() {
return id;
}
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public void setTitle(String title) {
this.title = title;
}
public String getContent() {
return content;
}
public void setContent(String content) {
this.content = content;
}
public String getFaceIcon() {
return faceIcon;
}
public void setFaceIcon(String faceIcon) {
this.faceIcon = faceIcon;
}
public Date getPostTime() {
return postTime;
}
public void setPostTime(Date postTime) {
this.postTime = postTime;
}
public User getAuthor() {
return author;
}
public void setAuthor(User author) {
this.author = author;
}
public String getIpAddr() {
return ipAddr;
}
public void setIpAddr(String ipAddr) {
this.ipAddr = ipAddr;
}
}
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b.實現序列化的第二種方式爲實現接口Externalizable，Externlizable的部分源代碼如下:
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* @see java.io.ObjectInput
* @see java.io.Serializable
* @since JDK1.1
*/
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
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沒錯，Externlizable接口繼承了java的序列化接口，並增加了兩個方法:
void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
首先，我們在序列化對象的時候，由於這個類實現了Externalizable 接口，在writeExternal()方法裏定義了哪些屬性可以序列化，
哪些不可以序列化，所以，對象在經過這裏就把規定能被序列化的序列化保存文件，不能序列化的不處理，然後在反序列的時候自動調
用readExternal()方法，根據序列順序挨個讀取進行反序列，並自動封裝成對象返回，然後在測試類接收，就完成了反序列。
所以說Exterinable的是Serializable的一個擴展。
爲了更好的理解相關內容，請看下面的例子:
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package com.xiaohao.test;
import java.io.Externalizable;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInput;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutput;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
/**
* 測試實體類
* @author 小浩
* @創建日期 2015-3-12
*/
class Person implements Externalizable{
private static final long serialVersionUID = 1L;<br> String userName;
String password;
String age;
public Person(String userName, String password, String age) {
super();
this.userName = userName;
this.password = password;
this.age = age;
}
public Person() {
super();
}
public String getAge() {
return age;
}
public void setAge(String age) {
this.age = age;
}
public String getUserName() {
return userName;
}
public void setUserName(String userName) {
this.userName = userName;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
/**
* 序列化操作的擴展類
*/
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
//增加一個新的對象
Date date=new Date();
out.writeObject(userName);
out.writeObject(password);
out.writeObject(date);
}
/**
* 反序列化的擴展類
*/
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,
ClassNotFoundException {
//注意這裏的接受順序是有限制的哦，否則的話會出錯的
// 例如上面先write的是A對象的話，那麼下面先接受的也一定是A對象...
userName=(String) in.readObject();
password=(String) in.readObject();
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date=(Date)in.readObject();
System.out.println("反序列化後的日期爲:"+sdf.format(date));
}
@Override
public String toString() {
//注意這裏的年齡是不會被序列化的，所以在反序列化的時候是讀取不到數據的
return "用戶名:"+userName+"密 碼:"+password+"年齡:"+age;
}
}
/**
* 序列化和反序列化的相關操作類
* @author 小浩
* @創建日期 2015-3-12
*/
class Operate{
/**
* 序列化方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
*/
public void serializable(Person person) throws FileNotFoundException, IOException{
ObjectOutputStream outputStream=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
outputStream.writeObject(person);
}
/**
* 反序列化的方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
* @throws ClassNotFoundException
*/
public Person deSerializable() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{
ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt"));
return (Person) ois.readObject();
}
}
/**
* 測試實體主類
* @author 小浩
* @創建日期 2015-3-12
*/
public class Test{
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
Operate operate=new Operate();
Person person=new Person("小浩","123456","20");
System.out.println("爲序列化之前的相關數據如下:\n"+person.toString());
operate.serializable(person);
Person newPerson=operate.deSerializable();
System.out.println("-------------------------------------------------------");
System.out.println("序列化之後的相關數據如下:\n"+newPerson.toString());
}
}
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首先，我們在序列化UserInfo對象的時候，由於這個類實現了Externalizable 接口，在writeExternal()方法裏定義了哪些屬性可
以序列化，哪些不可以序列化，所以，對象在經過這裏就把規定能被序列化的序列化保存文件，不能序列化的不處理，然後在反序列
的時候自動調用readExternal()方法，根據序列順序挨個讀取進行反序列，並自動封裝成對象返回，然後在測試類接收，就完成了反
序列。
***對於實現Java的序列化接口需要注意一下幾點:
1.java中的序列化時transient變量(這個關鍵字的作用就是告知JAVA我不可以被序列化)和靜態變量不會被序列
化(下面是一個測試的例子)
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import java.io.*;
class Student1 implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
private transient String password;
private static int count = 0;
public Student1(String name, String password) {
System.out.println("調用Student的帶參的構造方法");
this.name = name;
this.password = password;
count++;
}
public String toString() {
return "人數: " + count + " 姓名: " + name + " 密碼: " + password;
}
}
public class ObjectSerTest1 {
public static void main(String args[]) {
try {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("test.obj");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
Student1 s1 = new Student1("張三", "12345");
Student1 s2 = new Student1("王五", "54321");
oos.writeObject(s1);
oos.writeObject(s2);
oos.close();
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.obj");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
Student1 s3 = (Student1) ois.readObject();
Student1 s4 = (Student1) ois.readObject();
System.out.println(s3);
System.out.println(s4);
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
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import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public class Test{
public static void main(String args[]){
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.obj");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
Student1 s3 = (Student1) ois.readObject();
Student1 s4 = (Student1) ois.readObject();
System.out.println(s3);
System.out.println(s4);
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e1) {
e1.printStackTrace();
}
}
}
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2.也是最應該注意的，如果你先序列化對象A後序列化B，那麼在反序列化的時候一定記着JAVA規定先讀到的對象
是先被序列化的對象，不要先接收對象B，那樣會報錯.尤其在使用上面的Externalizable的時候一定要注意讀取
的先後順序。
3.實現序列化接口的對象並不強制聲明唯一的serialVersionUID，是否聲明serialVersionUID對於對象序列化的向
上向下的兼容性有很大的影響。我們來做個測試：
思路一
把User中的serialVersionUID去掉，序列化保存。反序列化的時候，增加或減少個字段，看是否成功。
Java代碼
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public class User implements Serializable{
private String name;
private int age;
private long phone;
private List<UserVo> friends;
...<br>}
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保存到文件中：
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Java代碼
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(b);
fos.close();
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增加或者減少字段後，從文件中讀出來，反序列化：
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Java代碼
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(b);
fos.close();
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結果：拋出異常信息
Java代碼
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Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: serialize.obj.UserVo; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 3305402508581390189, local class serialVersionUID = 7174371419787432394 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:560)
at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1582)
at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1495)
at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1731)
at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1328)
at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:350)
at serialize.obj.ObjectSerialize.read(ObjectSerialize.java:74)
at serialize.obj.ObjectSerialize.main(ObjectSerialize.java:27)
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思路二
eclipse指定生成一個serialVersionUID，序列化保存，修改字段後反序列化
略去代碼
結果：反序列化成功
結論
如果沒有明確指定serialVersionUID，序列化的時候會根據字段和特定的算法生成一個serialVersionUID，當屬性有變化時這個id發生了變化，所以反序列化的時候
就會失敗。拋出“本地classd的唯一id和流中class的唯一id不匹配”。
jdk文檔關於serialVersionUID的描述：
寫道
如果可序列化類未顯式聲明 serialVersionUID，則序列化運行時將基於該類的各個方面計算該類的默認 serialVersionUID 值，如“Java(TM) 對象序列化規範”中所述。不過，強烈建議 所有可序列化類都顯式聲明 serialVersionUID 值，原因是計算默認的 serialVersionUID 對類的詳細信息具有較高的敏感性，根據編譯器實現的不同可能千差萬別，這樣在反序列化過程中可能會導致意外的 InvalidClassException。因此，爲保證 serialVersionUID 值跨不同 java 編譯器實現的一致性，序列化類必須聲明一個明確的 serialVersionUID 值。還強烈建議使用 private 修飾符顯示聲明 serialVersionUID（如果可能），原因是這種聲明僅應用於直接聲明類 -- serialVersionUID 字段作爲繼承成員沒有用處。數組類不能聲明一個明確的 serialVersionUID，因此它們總是具有默認的計算值，但是數組類沒有匹配 serialVersionUID 值的要求。
三.實現序列化的其它方式 (這是一個擴展內容，感興趣的可以擴展一下)
1)是把對象包裝成JSON字符串傳輸。
這裏採用JSON格式同時使用採用Google的gson-2.2.2.jar 進行轉義
2)採用谷歌的ProtoBuf
隨着Google工具protoBuf的開源，protobuf也是個不錯的選擇。對JSON,Object Serialize(Java的序列化和反序列化),
ProtoBuf 做個對比。
定義一個通用的待傳輸的對象UserVo：
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public class User
private static final long serialVersionUID = -5726374138698742258L;
{ private String name;
private int age;
private long phone;
private List<user> friends;
...set和get方法
}
</user>
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初始化User的實例src：
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Java代碼
User user1 = new UserVo();
user1 .setName("user1 ");
user1 .setAge(30);
user1 .setPhone(13789126278L);
UserVo f1 = new UserVo();
f1.setName("tmac");
f1.setAge(32);
f1.setPhone(123L);
User user2 = new User();
user2 .setName("user2 ");
user2 .setAge(29);
user2 .setPhone(123L); <br> List<User> friends = new ArrayList<User>();
friends.add(user1 );
friends.add(user2 );
user1 .setFriends(friends);
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1.首先使用JOSN來實現序列化。
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Java代碼
Gson gson = new Gson();<br>String json = gson.toJson(src);
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得到的字符串：
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Js代碼
{"name":"user1 ","age":30,"phone":123,"friends":[{"name":"user1 ","age":32,"phone":123},{"name":"user2 ","age":29,"phone":123}]}
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字節數爲153
Json的優點：明文結構一目瞭然，可以跨語言，屬性的增加減少對解析端影響較小。缺點：字節數過多，依賴於不同的第三方類庫。
Object Serialize（Java的序列化和反序列化）
UserVo實現Serializalbe接口，提供唯一的版本號：
序列化方法：
Java代碼
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);
os.writeObject(src);
os.flush();
os.close();
byte[] b = bos.toByteArray();
bos.close();
字節數是238
反序列化：
Java代碼
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
vo = (UserVo) ois.readObject();
ois.close();
fis.close();
Object Serializalbe 優點：java原生支持，不需要提供第三方的類庫，使用比較簡單。
缺點：無法跨語言，字節數佔用比較大，某些情況下對於對象屬性的變化比較敏感。
對象在進行序列化和反序列化的時候，必須實現Serializable接口，但並不強制聲明唯一的serialVersionUID
是否聲明serialVersionUID對於對象序列化的向上向下的兼容性有很大的影響。
Google ProtoBuf
protocol buffers 是google內部得一種傳輸協議，目前項目已經開源（http://code.google.com/p/protobuf/）。
它定義了一種緊湊得可擴展得二進制協議格式，適合網絡傳輸，並且針對多個語言有不同得版本可供選擇。
以protobuf-2.5.0rc1爲例，準備工作：
下載源碼，解壓，編譯，安裝
Shell代碼
tar zxvf protobuf-2.5.0rc1.tar.gz ./configure ./make ./make install
測試：
Shell代碼
MacBook-Air:~ ming$ protoc --version libprotoc 2.5.0
安裝成功！
進入源碼得java目錄，用mvn工具編譯生成所需得jar包，protobuf-java-2.5.0rc1.jar
1、編寫.proto文件，命名UserVo.proto
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Text代碼
package serialize;
option java_package = "serialize";
option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
}
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2、在命令行利用protoc 工具生成builder類
Shell代碼
protoc -IPATH=.proto文件所在得目錄 --java_out=java文件的輸出路徑 .proto的名稱
得到UserProtos類
3、編寫序列化代碼
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Java代碼
UserVoProtos.User.Builder builder = UserVoProtos.User.newBuilder();
builder.setName("Yaoming"); builder.setAge(30);
builder.setPhone(13789878978L);
UserVoProtos.UserVo.Builder builder1 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();
builder1.setName("tmac"); builder1.setAge(32); builder1.setPhone(138999898989L);
UserVoProtos.UserVo.Builder builder2 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();
builder2.setName("liuwei"); builder2.setAge(29); builder2.setPhone(138999899989L);
builder.addFriends(builder1);
builder.addFriends(builder2);
UserVoProtos.UserVo vo = builder.build(); byte[] v = vo.toByteArray();
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字節數53
反序列化
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Java代碼
UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb);
System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
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結果：tmac，反序列化成功
google protobuf 優點：字節數很小，適合網絡傳輸節省io，跨語言 。
缺點：需要依賴於工具生成代碼。
工作機制
proto文件是對數據的一個描述，包括字段名稱，類型，字節中的位置。protoc工具讀取proto文件生成對應builder代碼的類庫。protoc xxxxx --java_out=xxxxxx 生成java類庫。builder類根據自己的算法把數據序列化成字節流，或者把字節流根據反射的原理反序列化成對象。官方的示例：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/javatutorial。
proto文件中的字段類型和java中的對應關係：
詳見：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto
| .proto Type |
java Type |
c++ Type |
| double |
double |
double |
| float |
float |
float |
| int32 |
int |
int32 |
| int64 |
long |
int64 |
| uint32 |
int |
uint32 |
| unint64 |
long |
uint64 |
| sint32 |
int |
int32 |
| sint64 |
long |
int64 |
| fixed32 |
int |
uint32 |
| fixed64 |
long |
uint64 |
| sfixed32 |
int |
int32 |
| sfixed64 |
long |
int64 |
| bool |
boolean |
bool |
| string |
String |
string |
| bytes |
byte |
string |
字段屬性的描述：
寫道
required: a well-formed message must have exactly one of this field. optional: a well-formed message can have zero or one of this field (but not more than one). repeated: this field can be repeated any number of times (including zero) in a well-formed message. The order of the repeated values will be preserved.
protobuf 在序列化和反序列化的時候，是依賴於.proto文件生成的builder類完成，字段的變化如果不表現在.proto文件中就不會影響反序列化，比較適合字段變化的情況。
做個測試：把UserVo序列化到文件中：
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Java代碼
UserProtos.User vo = builder.build();
byte[] v = vo.toByteArray();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);
fos.write(vo.toByteArray());
fos.close();
爲User增加字段，對應的.proto文件：
Text代碼
package serialize;
option java_package = "serialize";
option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
optional string address = 5; }
從文件中反序列化回來：
Java代碼
FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile);
byte[] dstb = new byte[fis.available()];
for(int i=0;i<dstb.length;i++){ dstb[i] = (byte)fis.read(); }
fis.close(); UserProtos.User uvo = UserProtos.User.parseFrom(dstb);
System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
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成功得到結果。
三種方式對比傳輸同樣的數據，google protobuf只有53個字節是最少的。結論：
| 方式 |
優點 |
缺點 |
| JSON |
跨語言、格式清晰一目瞭然
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字節數比較大，需要第三方類庫 |
| Object Serialize |
java原生方法不依賴外部類庫 |
字節數比較大，不能跨語言 |
| Google protobuf |
跨語言、字節數比較少
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編寫.proto配置用protoc工具生成對應的代碼 |
