Java序列化

1. 什么是序列化？

序列化是将一个对象的状态，各属性的值序列化保存起来，然后在合适的时候通过反序列化获得。

Java的序列化是将一个对象表示成字节序列，该字节序列包括了对象的数据，有关对象的类型信息和存储在对象中的数据类型。

说白了，就是将对象保存起来，就跟保存字符串数据一样，用到的时候再取出来。任何实现了Serializable接口的类都可以被序列化。

2. 实现Serializable接口进行序列化

package com.wangjun.othersOfJava;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

public class SerializeDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Employee em = new Employee();
        em.name = "wangjun";
        em.age = 24;
        em.ssh = 123456;
        // 将对象序列化后保存到文件
        try (
                FileOutputStream fo = new FileOutputStream("tem.ser");
                ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(fo))
        {
            oo.writeObject(em);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        // 反序列化取出对象
        try(
                FileInputStream fi = new FileInputStream("tem.ser");
                ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(fi)) 
        {
            Employee e2 = (Employee) oi.readObject();
            System.out.println(e2.name);
            System.out.println(e2.age);
            System.out.println(e2.ssh);
            System.out.println(Employee.local);
            e2.test();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static class Employee implements Serializable {
        String name;
        int age;
        static String local = "earth";
        transient int ssh;

        public void test() {
            System.out.println("this is test method!");
        }
    }

}

程序的运行结果：

wangjun
24
0
earth
this is test method!

如果有一些字段不想被序列化怎么办呢？这时候就可以用transient关键字修饰，就像上面代码的ssh字段，关于transient关键字有以下几个特点：

一旦被transient关键字修饰，那变量将不再是对象持久化的一部分，该变量内容在序列化后无法获得访问；
transient只能修饰变量，不能修饰方法和类，本地变量（局部变量）也不能被transient修饰；
一个静态变量不管是否被transient修饰，都不能被序列化。

从上面的例子看到好像与第三条不符，其实反序列化取出的local是JVM里面的值，而不是反序列化出来的。可以加一行代码验证一下，在反序列化之前更改一下local的值：

// 反序列化取出对象
Employee.local = "earth2";
try(
  ...

看一下打印结果

wangjun
24
0
earth2
this is test method!

这说明打印出来的是JVM中对应的local的值earth2，而不是序列化的时候的值earth。

3. 实现Externalizable接口进行序列化

transient只有对实现了Serializable接口方式的序列化有效，还有一种序列化的方式是实现Externalizable接口，这种实现方式不像实现Serializable接口一样可以帮你自动序列化，它需要在writeExternal方法中手动指定需要序列化的变量并且在readExternal手动取出来，这与是否被transient修饰无关，下面更改一下上面的例子，将Employee类改成：

static class Employee implements Externalizable {
        String name;
        int age;
        static String local = "earth";
        transient int ssh;

        //实现Externalizable接口进行序列化必须显式声明无参构造器
        public Employee() {
        }

        public void test() {
            System.out.println("this is test method!");
        }

        @Override
        public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
            out.writeObject(name);
            //out.writeObject(age);
            out.writeObject(ssh);
            out.writeObject(local);
        }

        @Override
        public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
            name = (String) in.readObject();
            //age = (int) in.readObject();
            ssh = (int) in.readObject();
            local = (String) in.readObject();
        }
    }

重新运行，结果（注意：上述主函数中还存在对local重新赋值的代码Employee.local = "earth2";）：

wangjun
0
123456
earth
this is test method!

可以看到能否被序列化跟transient和static修饰都没有关系，只跟writeExternal和readExternal有关系。

4. Serializable和Externalizable的区别

对Serializable对象反序列化时，由于Serializable对象完全以它存储的二进制位为基础来构造，因此并不会调用任何构造函数，因此Serializable实现类无需默认构造函数，但是当Serializable实现类的父类没有实现Serializable接口时，反序列化过程会调用父类的默认构造函数，因此该父类必需有默认构造函数，否则会抛异常。
对Externalizable对象反序列化时，会先调用类的不带参数的构造方法，这是有别于默认反序列方式的。如果把类的不带参数的构造方法删除，或者把该构造方法的访问权限设置为private、默认或protected级别，会抛出java.io.InvalidException: no valid constructor异常，因此Externalizable对象必须有默认构造函数，而且必需是public的。
如果不是特别坚持实现Externalizable接口，那么还有另一种方法。我们可以实现Serializable接口，并添加writeObject()和readObject()的方法。一旦对象被序列化或者重新装配，就会分别调用那两个方法。也就是说，只要提供了这两个方法，就会优先使用它们，而不考虑默认的序列化机制。

5. SerialVersionUID的作用

上述实现Serializable接口的Employee类中，会有一个警告：

The serializable class Employee does not declare a static final serialVersionUID field of type long

意思是Employee没有声明一个静态final的常量serialVersionUID，那这个serialVersionUID的作用是什么呢？

serialVersionUID是对类进行版本控制的，Java的序列化机制是通过判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常，即是InvalidCastException。

serialVersionUID有两种生成方式：

一是默认的1L，比如：private static final long serialVersionUID = 1L；
二是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个64位的哈希字段。

如果程序没有显式的声明serialVersionUID，那么程序将用第二种实现。我们可以做一个实现，还是用上述实现Serializable接口的例子。

我们先运行一下程序，生成序列化文件tem.ser，在把“将对象序列化后保存到文件”这一段逻辑注释掉，对Employee类增加一个test字段：

static class Employee implements Serializable {
  String name;
  int age;
  static String local = "earth";
  transient int ssh;
  String test;

  public void test() {
    System.out.println("this is test method!");
  }
}

这时候运行的时候会报错：

java.io.InvalidClassException: com.wangjun.othersOfJava.SerializeDemo$Employee; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 4506166831890198488, local class serialVersionUID = 785960679919880606
    at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:616)
    at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1843)
    at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1713)
    at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:2000)
    at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1535)
    at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:422)
    at com.wangjun.othersOfJava.SerializeDemo.main(SerializeDemo.java:32)

因为程序发现取到的序列化文件的serialVersionUID和当前的serialVersionUID不一样。这个serialVersionUID是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个64位的哈希字段，因为增加了test字段，因此生成的serialVersionUID不一样了。

接着，我们显式的声明serialVersionUID

static class Employee implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = 1L;
  String name;
  int age;
  static String local = "earth";
  transient int ssh;

  public void test() {
    System.out.println("this is test method!");
  }
}

将刚才注释的代码取消注释，运行一遍再注释掉，并且新增字段test：

static class Employee implements Serializable {
  private static final long serialVersionUID = 1L;
  String name;
  int age;
  static String local = "earth";
  transient int ssh;
  String test;

  public void test() {
    System.out.println("this is test method!");
  }
}

再次运行发现没有报错，运行OK。这是因为你显式声明了serialVersionUID，序列化的serialVersionUID和目前的serialVersionUID一样，因此会认为是同一个版本的类。

你也可以将serialVersionUID改成2L，这个时候又会报错了。

参考：
https://www.cnblogs.com/duanxz/p/3511695.html
https://blog.csdn.net/fjndwy/article/details/39374231
https://blog.csdn.net/bigtree_3721/article/details/50513295

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