文章主要涉及到以下幾個問題：
一、Java對象的序列化
Java平臺允許我們在內存中創(chuàng)建可復用的Java對象，但一般情況下，只有當JVM處于運行時，這些對象才可能存在，即，這些對象的生命周期不會比JVM的生命周期更長。但在現(xiàn)實應用中，就可能要求在JVM停止運行之后能夠保存(持久化)指定的對象，并在將來重新讀取被保存的對象。Java對象序列化就能夠幫助我們實現(xiàn)該功能。
使用Java對象序列化，在保存對象時，會把其狀態(tài)保存為一組字節(jié)，在未來，再將這些字節(jié)組裝成對象。必須注意地是，對象序列化保存的是對象的”狀態(tài)”，即它的成員變量。由此可知，對象序列化不會關注類中的靜態(tài)變量。
除了在持久化對象時會用到對象序列化之外，當使用RMI(遠程方法調用)，或在網絡中傳遞對象時，都會用到對象序列化。Java序列化API為處理對象序列化提供了一個標準機制，該API簡單易用，在本文的后續(xù)章節(jié)中將會陸續(xù)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;}二、如何對Java對象進行序列化與反序列化
在Java中，只要一個類實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。這里先來一段代碼：
code 1 創(chuàng)建一個User類，用于序列化及反序列化
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進行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}三、序列化及反序列化相關知識
1、在Java中，只要一個類實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。
2、通過ObjectOutputStream和ObjectInputStream對對象進行序列化及反序列化
3、虛擬機是否允許反序列化，不僅取決于類路徑和功能代碼是否一致，一個非常重要的一點是兩個類的序列化 ID 是否一致（就是 private static final long serialVersionUID）
4、序列化并不保存靜態(tài)變量。
5、要想將父類對象也序列化，就需要讓父類也實現(xiàn)Serializable 接口。
6、Transient 關鍵字的作用是控制變量的序列化，在變量聲明前加上該關鍵字，可以阻止該變量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 變量的值被設為初始值，如 int 型的是 0，對象型的是 null。
7、服務器端給客戶端發(fā)送序列化對象數(shù)據(jù)，對象中有一些數(shù)據(jù)是敏感的，比如密碼字符串等，希望對該密碼字段在序列化時，進行加密，而客戶端如果擁有解密的密鑰，只有在客戶端進行反序列化時，才可以對密碼進行讀取，這樣可以一定程度保證序列化對象的數(shù)據(jù)安全。
四、ArrayList的序列化
在介紹ArrayList序列化之前，先來考慮一個問題：
如何自定義的序列化和反序列化策略
帶著這個問題，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，從上面的代碼中可以知道ArrayList實現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么我們就可以對它進行序列化及反序列化。因為elementData是transient的，所以我們認為這個成員變量不會被序列化而保留下來。我們寫一個Demo，驗證一下我們的想法：
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]了解ArrayList的人都知道，ArrayList底層是通過數(shù)組實現(xiàn)的。那么數(shù)組elementData其實就是用來保存列表中的元素的。通過該屬性的聲明方式我們知道，他是無法通過序列化持久化下來的。那么為什么code 4的結果卻通過序列化和反序列化把List中的元素保留下來了呢？
五、writeObject和readObject方法
在ArrayList中定義了來個方法： writeObject和readObject。
這里先給出結論:
在序列化過程中，如果被序列化的類中定義了writeObject 和 readObject 方法，虛擬機會試圖調用對象類里的 writeObject 和 readObject 方法，進行用戶自定義的序列化和反序列化。
如果沒有這樣的方法，則默認調用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。
用戶自定義的 writeObject 和 readObject 方法可以允許用戶控制序列化的過程，比如可以在序列化的過程中動態(tài)改變序列化的數(shù)值。
來看一下這兩個方法的具體實現(xiàn)：
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(); } }那么為什么ArrayList要用這種方式來實現(xiàn)序列化呢？
why transient
ArrayList實際上是動態(tài)數(shù)組，每次在放滿以后自動增長設定的長度值，如果數(shù)組自動增長長度設為100，而實際只放了一個元素，那就會序列化99個null元素。為了保證在序列化的時候不會將這么多null同時進行序列化，ArrayList把元素數(shù)組設置為transient。
why writeObject and readObject
前面說過，為了防止一個包含大量空對象的數(shù)組被序列化，為了優(yōu)化存儲，所以，ArrayList使用transient來聲明elementData。
但是，作為一個集合，在序列化過程中還必須保證其中的元素可以被持久化下來，所以，通過重寫writeObject 和 readObject方法的方式把其中的元素保留下來。
writeObject方法把elementData數(shù)組中的元素遍歷的保存到輸出流（ObjectOutputStream）中。
readObject方法從輸入流（ObjectInputStream）中讀出對象并保存賦值到elementData數(shù)組中。
至此，我們先試著來回答剛剛提出的問題：
1、如何自定義的序列化和反序列化策略
答：可以通過在被序列化的類中增加writeObject 和 readObject方法。2、那么問題又來了：
雖然ArrayList中寫了writeObject 和 readObject 方法，但是這兩個方法并沒有顯示的被調用啊。
那么如果一個類中包含writeObject 和 readObject 方法，那么這兩個方法是怎么被調用的呢?
六、ObjectOutputStream
從code 4中，我們可以看出，對象的序列化過程通過ObjectOutputStream和ObjectInputputStream來實現(xiàn)的，那么帶著剛剛的問題，我們來分析一下ArrayList中的writeObject 和 readObject 方法到底是如何被調用的呢？
為了節(jié)省篇幅，這里給出ObjectOutputStream的writeObject的調用棧：
writeObject ---> writeObject0 --->writeOrdinaryObject--->writeSerialData--->invokeWriteObject
這里看一下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(); } }其中writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });是關鍵，通過反射的方式調用writeObjectMethod方法。官方是這么解釋這個writeObjectMethod的：
class-defined writeObject method, or null if none
在我們的例子中，這個方法就是我們在ArrayList中定義的writeObject方法。通過反射的方式被調用了。
至此，我們先試著來回答剛剛提出的問題：
如果一個類中包含writeObject 和 readObject 方法，那么這兩個方法是怎么被調用的?
答：在使用ObjectOutputStream的writeObject方法和ObjectInputStream的readObject方法時，會通過反射的方式調用。
至此，我們已經介紹完了ArrayList的序列化方式。那么，不知道有沒有人提出這樣的疑問：
Serializable明明就是一個空的接口，它是怎么保證只有實現(xiàn)了該接口的方法才能進行序列化與反序列化的呢？
Serializable接口的定義：
public interface Serializable {}讀者可以嘗試把code 1中的繼承Serializable的代碼去掉，再執(zhí)行code 2，會拋出java.io.NotSerializableException。
其實這個問題也很好回答，我們再回到剛剛ObjectOutputStream的writeObject的調用棧：
writeObject ---> writeObject0 --->writeOrdinaryObject--->writeSerialData--->invokeWriteObject
writeObject0方法中有這么一段代碼：
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()); } }在進行序列化操作時，會判斷要被序列化的類是否是Enum、Array和Serializable類型，如果不是則直接拋出NotSerializableException。
總結
1、如果一個類想被序列化，需要實現(xiàn)Serializable接口。否則將拋出NotSerializableException異常，這是因為，在序列化操作過程中會對類型進行檢查，要求被序列化的類必須屬于Enum、Array和Serializable類型其中的任何一種。
2、在變量聲明前加上該關鍵字，可以阻止該變量被序列化到文件中。
3、在類中增加writeObject 和 readObject 方法可以實現(xiàn)自定義序列化策略
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助。
新聞熱點
疑難解答
