Java 序列化机制

Java

内存对象输出外界

序列化接口

java.io.Serializable是一个标识性接口，不包含任何方法

Serializable.java
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public interface Serializable {
}

Serializable提供了一种自动化的解决方案，无需具体实现，非transient和非static的成员都是序列化的目标，即便是private也可以

默认流程

序列化和反序列化本质就对象通过ObjectOutputStream和ObjectInputStream进行输入输出

Sample
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ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
new ObjectOutputStream(bos).writeObject(obj);
ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
obj = new ObjectInputStream(bin).readObject();

或者文件保存

Sample
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FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file");
new ObjectOutputStream(fos).writeObject(obj);
FileInputStream fin = new FileInputStream("file");
obj = new ObjectInputStream(fin).readObject();

自定义序列化

虽然是自动行为，但也提供了一组方法来定制,比较特殊的是这些方法都是private的，ObjectOutputStream和ObjectInputStream会检测用户是否定义了这些钩子方法，进而调用

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//定义怎么输出
private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException
//定义怎么读入
private Object readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;
//发生异常时执行，比如版本不兼容，数据不完整等
private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException;

//定义读到后怎么后处理，可以转换成其他对象作为序列化结果
private Object readResolve() throws ObjectStreamException
//定义输出前怎么预处理，可以转换其他对象作为序列化目标
private Object writeReplace() throws ObjectStreamException

通常自定义不会彻底重写，而是在默认逻辑的基础上加上定制逻辑
out.defaultWriteObject()和in.defaultReadObject()提供了默认功能

序列化还有一个子接口Externalizable，可以完全控制过程，脱离自动机制纯手动维护

Externalizable.java
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public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
    void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
    void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

由于序列化会暴露内部成员的值，因此为了安全性序列化可能会有加解密过程
序列化还提供了回调接口用于在反序列化的最后进行验证

ObjectInputValidation.java
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public interface ObjectInputValidation {
    public void validateObject() throws InvalidObjectException;
}

调用顺序

  1. writeReplace
  2. writeObject
  3. readObject
  4. readResolve
  5. validateObject

序列化版本控制

实际应用中，序列化类可能发生变化

序列化机制有一定兼容性，反序列化时

  • 如果类成员多余，直接忽略
  • 如果类成员缺少，使用默认值

序列化类需要定义版本号来表示是否兼容，只有版本号一致的才能进行

Sample
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private static final long serialVersionUID = 1L;

这个版本号可以用IDE自动生成，会根据当前类成员情况计算一个哈希值

序列化与类构造

  • 无继承的类反序列化不通过构造函数，所以有没有无参构造都无所谓
  • 一个类可以序列化，那么它的类成员都必须能够序列化，否则报错
  • 父类实现了序列化，子类都具备序列化能力
  • 子类实现了序列化，父类没实现，那么父类一定要有无参构造函数。反序列化时首先要调用父类无参构造函数，这时父类的值全是默认值，如果需要同时反序列化父类的值，那么这些工作都需要由子类负责。
  • 序列化效果等同于另一种途径的构造，可以作为深度拷贝的手段，有些场景需要保护，比如不可变、单例等等

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