Java中序列化和反序列化的完整讲解

九块六 2022-11-12 我要评论

一、序列化

1.1.Serialization(序列化)：

将java对象以一连串的字节保存在磁盘文件中的过程，也可以说是保存java对象状态的过程。序列化可以将数据永久保存在磁盘上(通常保存在文件中)

1.2.deserialization(反序列化)

将保存在磁盘文件中的java字节码重新转换成java对象称为反序列化

二、序列化和反序列化的应用

两个进程在远程通信时，可以发送多种数据，包括文本、图片、音频、视频等，这些数据都是以二进制序列的形式在网络上传输。

java是面向对象的开发方式，一切都是java对象，想要在网络中传输java对象，可以使用序列化和反序列化去实现，发送发需要将java对象转换为字节序列，然后在网络上传送，接收方收到字符序列后，会通过反序列化将字节序列恢复成java对象。

java序列化的优点：

实现了数据的持久化，通过序列化可以把数据持久地保存在硬盘上(磁盘文件)。
利用序列化实现远程通信，在网络上传输字节序列

三、序列化和反序列化地实现

3.1.JDK类库提供的序列化API

java.io.ObjectOutputStream

表示对象输出流，其中writeObject(Object obj)方法可以将给定参数的obj对象进行序列化，将转换的一连串的字节序列写到指定的目标输出流中。

java.io.ObjectInputStream

该类表示对象输入流，该类下的readObject(Object obj)方法会从源输入流中读取字节序列，并将它反序列化为一个java对象并返回

3.2.序列化要求

实现序列化的类对象必须实现了Serializable类或Externalizable类才能被序列化，否则会抛出异常

3.3.实现java序列化和反序列化的三种方法

现在要对student类进行序列化和反序列化，遵循以下方法：

3.3.1.方法一

若student类实现了serializable接口，则可以通过objectOutputstream和objectinputstream默认的序列化和反序列化方式，对非transient的实例变量进行序列化和反序列化

3.3.2. 方法二

若student类实现了serializable接口，并且定义了writeObject(objectOutputStream out)和

readObject(objectinputStream in)方法，则可以直接调用student类的两种方法进行序列化和反序列化

3.3.3.方法三

若student类实现了Externalizable接口，则必须实现readExternal(Objectinput in)和writeExternal(Objectoutput out)方法进行序列化和反序列化

3.4.序列化步骤

public static void main(String[] args) {
    File filename = new File("E:/Student1.txt");
    try {
            // 第一步，创建一个输出流对象，它可以包装一个输出流对象，如：文件输出流
            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(filename);
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
            // 第二步，通过输出流对象的 writeObject()方法写对象,从 java 输出到本地文件 out
            out.writeObject("第一次输出：第一次打卡哦");
            out.writeObject("第二次输出：第二次打卡");
    } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
    }
}

3.5.反序列化操作

public static void main(String[] args) {
    File filename = new File("E:/Student1.txt");
    try {
            // 第一步：创建文件输入流对象
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(filename);
            ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
            // 调用readObject()方法，本地文件读取数据，输入到程序当中
            System.out.println(inputStream.readObject());
            System.out.println(inputStream.readObject());
    } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
    }
}

为了保证正确读取数据，对象输出流写入对象的顺序与对象输入流读取对象的顺序一致

四、CustomerForm 类序列化和反序列化演示

4.1.先创建一个实现了serializable接口的CustomerForm 类

Serializable (/ˈsɪˌriəˌlaɪzəbl/) 序列化

import lombok.Data;
import java.io.Serializable;
import java.util.List;
 
/**
 * <p>Java class for attachmentForm complex type.
 * 
 */
@Data
public class CustomerForm implements Serializable {
    protected String requestCode;
    protected List<Customer> reqData;
    /**
     * transient 修饰的属性不能序列化 * 
     */
    private transient String msg;
    private static String name = "被static修饰的name";
}

把CustomerForm类的对象序列化到CustomerForm.txt 文件（E:/CustomerForm.txt）中，并对文件进行反序列化获取数据：

public static void main(String[] args) {
    FileOutputStream fileOutputStream = null;
    ObjectOutputStream out = null;
    FileInputStream fileInputStream = null;
    ObjectInputStream inputStream = null;       
    try {            
        File file = new File("E:/CustomerForm.txt");            
        if (file.exists()){                
            System.out.println("文件已存在");            
        } else {          
            file.createNewFile();            
        }            
        CustomerForm customerForm = new CustomerForm();           
        customerForm.setRequestCode("1-2-3-4-5-6-7-8-9");            
        // 序列化 第一步，创建一个输出流对象，它可以包装一个输出流对象，如：文件输出流            
        fileOutputStream = new FileOutputStream(file);            
        out = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);            
        // 序列化 第二步，通过输出流对象的 writeObject()方法写对象,从 java 输出到本地文件 out            
        out.writeObject(customerForm);            
        // 反序列化 第一步：创建文件输入流对象            
        fileInputStream = new FileInputStream(file);            
        inputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);           
        // 反序列化 第二步：调用readObject()方法，本地文件读取数据，输入到程序当中            
        System.out.println(inputStream.readObject());        
    } catch (IOException e) {            
        e.printStackTrace();       
    } catch (ClassNotFoundException e) {            
        e.printStackTrace();       
    } finally {
        out.close();
        fileOutputStream.close();
        fileInputStream.close();
        inputStream.close();
    }
}

序列化之后本地文件访问结果：

反序列化结果：

4.2.transient 关键字

transient （ /ˈtrænʃ(ə)nt/）瞬变的

transient 修饰的属性不能参加序列化

以上程序重新执行：

public static void main(String[] args) {       
    try {            
        File file = new File("E:/CustomerForm.txt");            
        if (file.exists()){                
            System.out.println("文件已存在");            
        } else {          
            file.createNewFile();            
        }            
        CustomerForm customerForm = new CustomerForm();           
        customerForm.setRequestCode("1-2-3-4-5-6-7-8-9");   
        /**
         * transient 修饰的属性不能序列化 *
         */
        customerForm.setMsg("此属性不能参加序列化");         
        // 序列化 第一步，创建一个输出流对象，它可以包装一个输出流对象，如：文件输出流            
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);            
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);            
        // 序列化 第二步，通过输出流对象的 writeObject()方法写对象,从 java 输出到本地文件 out            
        out.writeObject(customerForm);            
        // 反序列化 第一步：创建文件输入流对象            
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);            
        ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);           
        // 反序列化 第二步：调用readObject()方法，本地文件读取数据，输入到程序当中            
        System.out.println(inputStream.readObject());        
    } catch (IOException e) {            
        e.printStackTrace();       
    } catch (ClassNotFoundException e) {            
        e.printStackTrace();       
    }
}

执行结果：

从结果看出被transient关键字修饰的变量 msg 赋值内容没有被序列化，被修改为null，被static修饰的属性不能被实例化

五、Externalizable接口实现序列化与反序列化

Externalizable 可外部化的

Externalizable接口继承Serializable接口，实现Externalizable接口需要实现readExternal()方法和writeExternal()方法，这两个方法是抽象方法，对应的是serializable接口的readObject()方法和writeObject()方法，可以理解为把serializable的两个方法抽象出来。Externalizable没有serializable的限制，static和transient关键字修饰的属性也能进行序列化。

5.1.Externalizable 的不同点

Externalizable没有serializable的限制，transient关键字修饰的属性也能进行序列化

5.2.CustomerForm 实现类 Externalizable

import lombok.Data;
import java.io.Serializable;
import java.util.List;
 
/**
 * <p>Java class for attachmentForm complex type.
 * 
 */
@Data
public class CustomerForm implements Externalizable{
    protected String requestCode;
    protected List<Customer> reqData;
    private transient String msg;
    private static String name = "被static修饰的name";
 
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(requestCode);
        out.writeObject(msg);
        out.writeObject(reqData);
    }
 
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        requestCode = (String) in.readObject();
        msg = (String) in.readObject();
        reqData = (List<Customer>) in.readObject();
    }
}

实现 Externalizable 类后需要重写 writeExternal()、readExternal() 方法

5.3.Externalizable 实现序列化和反序列化

public static void main(String[] args) {       
    try {            
        File file = new File("E:/CustomerForm.txt");            
        if (file.exists()){                
            System.out.println("文件已存在");            
        } else {          
            file.createNewFile();            
        }            
        CustomerForm customerForm = new CustomerForm();           
        customerForm.setRequestCode("1-2-3-4-5-6-7-8-9");   
        customerForm.setMsg("该属性被transient修饰");         
        // 序列化 第一步，创建一个输出流对象，它可以包装一个输出流对象，如：文件输出流            
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(file);            
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);            
        // 序列化 第二步，通过输出流对象的 writeObject()方法写对象,从 java 输出到本地文件 out            
        out.writeObject(customerForm);            
        // 反序列化 第一步：创建文件输入流对象            
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(file);            
        ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);           
        // 反序列化 第二步：调用readObject()方法，本地文件读取数据，输入到程序当中            
        System.out.println(inputStream.readObject());        
    } catch (IOException e) {            
        e.printStackTrace();       
    } catch (ClassNotFoundException e) {            
        e.printStackTrace();       
    }
}

执行结果：

可以看到被transient关键字修饰的变量msg已经参与了实例化，被static修饰的变量不能被实例化

总结

序列化和反序列化可以过这两种方式来实现：

1、Bean对象可以通过Serializable接口实现序列化与反序列化

2、Bean对象可以通过Externalizable接口实现序列化与反序列化

不同点

1、Externalizable接口实现实例化，需要重写 writeExternal()、readExternal() 方法

2、Externalizable接口实现实例化，不受 transient关键字限制

3、Serializable接口实现，transient关键字修饰后，不能参与实例化

4、被static修饰的变量（都）不能被实例化

原因：被static修饰的属性是所有类共享的，如果可以序列化，就会出现下面的情况，当我们序列化某个类的一个对象到某个文件后，这个文件中的对象的那个被static修饰的属性值会固定下来,当另外一个普通的的对象修改了该static属性后,我们再去反序列化那个文件中的对象，就会得到和后面的对象不同的static属性值，这显然违背了static关键字诞生的初衷