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动态

Java序列化的几种方式以及序列化的作用

发布者:长沙达内教育 发布时间:2021-01-17 来源:长沙达内教育

java培训机构分享的本文着重讲解一下Java序列化的相关内容。

如果对Java序列化感兴趣的同学可以研究一下。

一.Java序列化的作用

有的时候我们想要把一个Java对象变成字节流的形式传出去,有的时候我们想要从一个字节流中恢复一个Java对象。例如,有的时候我们想要

把一个Java对象写入到硬盘或者传输到网路上面的其它计算机,这时我们就需要自己去通过java把相应的对象写成转换成字节流。对于这种通用

的操作,我们为什么不使用统一的格式呢?没错,这里就出现了java的序列化的概念。在Java的OutputStream类下面的子类ObjectOutput-

Stream类就有对应的WriteObject(Object object) 其中要求对应的object实现了java的序列化的接口。

为了更好的理解java序列化的应用,我举两个自己在开发项目中遇到的例子:

1)在使用tomcat开发JavaEE相关项目的时候,我们关闭tomcat后,相应的session中的对象就存储在了硬盘上,如果我们想要在tomcat重启的

时候能够从tomcat上面读取对应session中的内容,那么保存在session中的内容就必须实现相关的序列化操作。

2)如果我们使用的java对象要在分布式中使用或者在rmi远程调用的网络中使用的话,那么相关的对象必须实现java序列化接口。

亲爱的小伙伴,大概你已经了解了java序列化相关的作用,接下来们来看看如何实现java的序列化吧。~

二.实现java对象的序列化和反序列化。

Java对象的序列化有两种方式。

a.是相应的对象实现了序列化接口Serializable,这个使用的比较多,对于序列化接口Serializable接口是一个空的接口,它的主要作用就是

标识这个对象时可序列化的,jre对象在传输对象的时候会进行相关的封装。这里就不做过多的介绍了。

下面是一个实现序列化接口的Java序列化的例子:非常简单

b.实现序列化的第二种方式为实现接口Externalizable,Externlizable的部分源代码如下:

没错,Externlizable接口继承了java的序列化接口,并增加了两个方法:

首先,我们在序列化对象的时候,由于这个类实现了Externalizable 接口,在writeExternal()方法里定义了哪些属性可以序列化,

哪些不可以序列化,所以,对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件,不能序列化的不处理,然后在反序列的时候自动调

用readExternal()方法,根据序列顺序挨个读取进行反序列,并自动封装成对象返回,然后在测试类接收,就完成了反序列。

所以说Exterinable的是Serializable的一个扩展。

达内教育

为了更好的理解相关内容,请看下面的例子:

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;/**

* 测试实体类

* @author 小浩

* @创建日期 2015-3-12

*/class Person implements Externalizable{ private static final long serialVersionUID = 1L;

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;

} /**

* 序列化操作的扩展类

*/

@Override

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { //增加一个新的对象

Date date=new Date();

out.writeObject(userName);

out.writeObject(password);

out.writeObject(date);

} /**

* 反序列化的扩展类

*/

@Override

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException

ClassNotFoundException { //注意这里的接受顺序是有限制的哦,否则的话会出错的

// 例如上面先write的是A对象的话,那么下面先接受的也一定是A对象...

userName=(String) in.readObject();

password=(String) in.readObject();

SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

Date date=(Date)in.readObject();

System.out.println("反序列化后的日期为:"+sdf.format(date));

} @Override

public String toString() { //注意这里的年龄是不会被序列化的,所以在反序列化的时候是读取不到数据的

return "用户名:"+userName+"密 码:"+password+"年龄:"+age;

}

}/**

* 序列化和反序列化的相关操作类

* @author 小浩

* @创建日期 2015-3-12 Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!

*/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();

}

}/**

* 测试实体主类

* @author 小浩

* @创建日期 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("为序列化之前的相关数据如下:\n"+person.toString());

operate.serializable(person);

Person newPerson=operate.deSerializable();

System.out.println("-------------------------------------------------------");

System.out.println("序列化之后的相关数据如下:\n"+newPerson.toString());

}

}

首先,我们在序列化UserInfo对象的时候,由于这个类实现了Externalizable 接口,在writeExternal()方法里定义了哪些属性可

以序列化,哪些不可以序列化,所以,对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件,不能序列化的不处理,然后在反序列

的时候自动调用readExternal()方法,根据序列顺序挨个读取进行反序列,并自动封装成对象返回,然后在测试类接收,就完成了反

序列。

对于实现Java的序列化接口需要注意一下几点:

1.java中的序列化时transient变量(这个关键字的作用就是告知JAVA我不可以被序列化)和静态变量不会被序列化(下面是一个测试的例子)

2.也是最应该注意的,如果你先序列化对象A后序列化B,那么在反序列化的时候一定记着JAVA规定先读到的对象是先被序列化的对象,不要先接收对象B,那样会报错.尤其在使用上面的Externalizable的时候一定要注意读取的先后顺序。

3.实现序列化接口的对象并不强制声明唯一的serialVersionUID,是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。我们来做个测试:

思路一

把User中的serialVersionUID去掉,序列化保存。反序列化的时候,增加或减少个字段,看是否成功。

Java代码

public class User implements Serializable{private String name; private int age;private long phone;private List friends;

...

}

保存到文件中:

Java代码

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();

增加或者减少字段后,从文件中读出来,反序列化:

Java代码

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();

结果:抛出异常信息

Java代码

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)

思路二

eclipse指定生成一个serialVersionUID,序列化保存,修改字段后反序列化

略去代码

结果:反序列化成功

结论

如果没有明确指定serialVersionUID,序列化的时候会根据字段和特定的算法生成一个serialVersionUID,当属性有变化时这个id发生了变化,所以反序列化的时候

就会失败。抛出“本地classd的唯一id和流中class的唯一id不匹配”。

jdk文档关于serialVersionUID的描述:

写道

如果可序列化类未显式声明 serialVersionUID,则序列化运行时将基于该类的各个方面计算该类的默认 serialVersionUID 值,如“Java(TM) 对象序列化规范”中所述。不过,强烈建议 所有可序列化类都显式声明 serialVersionUID 值,原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性,根据编译器实现的不同可能千差万别,这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。因此,为保证 serialVersionUID 值跨不同 java 编译器实现的一致性,序列化类必须声明一个明确的 serialVersionUID 值。还强烈建议使用 private 修饰符显示声明 serialVersionUID(如果可能),原因是这种声明仅应用于直接声明类 – serialVersionUID 字段作为继承成员没有用处。数组类不能声明一个明确的 serialVersionUID,因此它们总是具有默认的计算值,但是数组类没有匹配 serialVersionUID 值的要求。

三.实现序列化的其它方式 (这是一个扩展内容,感兴趣的可以扩展一下)

1)是把对象包装成JSON字符串传输。

这里采用JSON格式同时使用采用Google的gson-2.2.2.jar 进行转义

2)采用谷歌的ProtoBuf

随着Google工具protoBuf的开源,protobuf也是个不错的选择。对JSON,Object Serialize(Java的序列化和反序列化),ProtoBuf 做个对比。

定义一个通用的待传输的对象UserVo:

/**

* Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!

*/public class Userprivate static final long serialVersionUID = -5726374138698742258L;

{ private String name; private int age; private long phone; private List friends;

...set和get方法

}

初始化User的实例src:

Java代码

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);

List friends = new ArrayList();

friends.add(user1 );

friends.add(user2 );

user1 .setFriends(friends);

1.首先使用JOSN来实现序列化。

Java代码

Gson gson = new Gson();

String json = gson.toJson(src);

得到的字符串:

Js代码

{"name":"user1 ","age":30,"phone":123,"friends":[{"name":"user1 ","age":32,"phone":123},{"name":"user2 ","age":29,"phone":123}]}

字节数为153

Json的优点:明文结构一目了然,可以跨语言,属性的增加减少对解析端影响较小。缺点:字节数过多,依赖于不同的第三方类库。

Object Serialize(Java的序列化和反序列化)

UserVo实现Serializalbe接口,提供唯一的版本号:

序列化方法:

Java代码

ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);os.writeObject(src);os.flush();os.close();byte[] b = bos.toByteArray();bos.close();

字节数是238

反序列化:

Java代码

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);vo = (UserVo) ois.readObject();ois.close();fis.close();

Object Serializalbe 优点:java原生支持,不需要提供第三方的类库,使用比较简单。

缺点:无法跨语言,字节数占用比较大,某些情况下对于对象属性的变化比较敏感。

对象在进行序列化和反序列化的时候,必须实现Serializable接口,但并不强制声明唯一的serialVersionUID

是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。

Google ProtoBuf

protocol buffers 是google内部得一种传输协议,目前项目已经开源(http://code.google.com/p/protobuf/)。

它定义了一种紧凑得可扩展得二进制协议格式,适合网络传输,并且针对多个语言有不同得版本可供选择。

以protobuf-2.5.0rc1为例,准备工作:

下载源码,解压,编译,安装

Shell代码

tar zxvf protobuf-2.5.0rc1.tar.gz ./configure ./make ./make install

测试:

Shell代码

MacBook-Air:~ ming$ protoc --version libprotoc 2.5.0

安装成功!

进入源码得java目录,用mvn工具编译生成所需得jar包,protobuf-java-2.5.0rc1.jar

1、编写.proto文件,命名UserVo.proto

Text代码

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;

}

2、在命令行利用protoc 工具生成builder类

Shell代码

protoc -IPATH=.proto文件所在得目录 –java_out=java文件的输出路径 .proto的名称

得到UserProtos类

3、编写序列化代码

Java代码

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();

字节数53

反序列化

Java代码

UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb);System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());

结果:tmac,反序列化成功

google protobuf 优点:字节数很小,适合网络传输节省io,跨语言 。

缺点:需要依赖于工具生成代码。

工作机制

proto文件是对数据的一个描述,包括字段名称,类型,字节中的位置。protoc工具读取proto文件生成对应builder代码的类库。protoc xxxxx –java_out=xxxxxx 生成java类库。builder类根据自己的算法把数据序列化成字节流,或者把字节流根据反射的原理反序列化成对象。

proto文件中的字段类型和java中的对应关系:

字段属性的描述:

写道

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时候,是依赖于.proto文件生成的builder类完成,字段的变化如果不表现在.proto文件中就不会影响反序列化,比较适合字段变化的情况。

做个测试:把UserVo序列化到文件中:

Java代码

UserProtos.User vo = builder.build();byte[] v = vo.toByteArray();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);fos.write(vo.toByteArray());fos.close();

为User增加字段,对应的.proto文件:

Text代码

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; }

从文件中反序列化回来:

Java代码

FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile);byte[] dstb = new byte[fis.available()];for(int i=0;i

fis.close(); UserProtos.User uvo = UserProtos.User.parseFrom(dstb);

System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());

成功得到结果。

三种方式对比传输同样的数据,google protobuf只有53个字节是最少的。结论:

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