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java反序列化对象



Serialization(序列化)是一种将对象以一连串的字节描述的过程;反序列化deserialization是一种将这些字节重建成一个对象的过程。将程序中的对象,放入文件中保存就是序列化,将文件中的字节码重新转成对象就是反序列化。

 

当我们了解了为什么需要Java序列化和反序列化后,我们很自然地会想Java序列化的好处。

  • 一是实现了数据的持久化,通过序列化可以把数据永久地保存到硬盘上(通常存放在文件里);
  • 二是利用序列化实现远程通信,即在网络上传送对象的字节序列。

总结,在网络中数据的传输必须是序列化形式来进行的。其他序列化的方式可以是json传输,xml形式传输。

 

1.  JDK类库提供的序列化API

  • java.io.ObjectOutputStream:表示对象输出流
    它的writeObject(Object obj)方法可以对参数指定的obj对象进行序列化,把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
  • java.io.ObjectInputStream:表示对象输入流
    它的readObject()方法从源输入流中读取字节序列,再把它们反序列化成为一个对象,并将其返回。

2.  实现序列化的要求

只有实现了Serializable或Externalizable接口的类的对象才能被序列化,否则抛出异常。

3. 实现Java对象序列化与反序列化的方法

假定一个Student类,它的对象需要序列化,可以有如下三种方法:

  • 方法一:若Student类仅仅实现了Serializable接口,则可以按照以下方式进行序列化和反序列化。
    ObjectOutputStream采用默认的序列化方式,对Student对象的非transient的实例变量进行序列化。
    ObjcetInputStream采用默认的反序列化方式,对对Student对象的非transient的实例变量进行反序列化。
  • 方法二:若Student类仅仅实现了Serializable接口,并且还定义了readObject(ObjectInputStream in)和writeObject(ObjectOutputSteam out),则采用以下方式进行序列化与反序列化。
    ObjectOutputStream调用Student对象的writeObject(ObjectOutputStream out)的方法进行序列化。
    ObjectInputStream会调用Student对象的readObject(ObjectInputStream in)的方法进行反序列化。
  • 方法三:若Student类实现了Externalnalizable接口,且Student类必须实现readExternal(ObjectInput in)和writeExternal(ObjectOutput out)方法,则按照以下方式进行序列化与反序列化。
    ObjectOutputStream调用Student对象的writeExternal(ObjectOutput out))的方法进行序列化。
    ObjectInputStream会调用Student对象的readExternal(ObjectInput in)的方法进行反序列化。

4.  JDK类库中序列化的步骤

步骤一:创建一个对象输出流,它可以包装一个其它类型的目标输出流,如文件输出流:

 

步骤二:通过对象输出流的writeObject()方法写对象:

 

5.  JDK类库中反序列化的步骤

步骤一:创建一个对象输入流,它可以包装一个其它类型输入流,如文件输入流:

 

步骤二:通过对象输出流的readObject()方法读取对象:

 

说明:为了正确读取数据,完成反序列化,必须保证向对象输出流写对象的顺序与从对象输入流中读对象的顺序一致。
为了更好地理解Java序列化与反序列化,选择方法一编码实现。
Student类定义如下:

 

把Student类的对象序列化到文件/Users/sschen/Documents/student.txt,并从该文件中反序列化,向console显示结果。代码如下:

 

而查看文件/Users/sschen/Documents/student.txt,其内保存的内容并不是可以容易阅读的内容:

 

 

 

1. 序列化ID问题

情境:两个客户端 A 和 B 试图通过网络传递对象数据,A 端将对象 C 序列化为二进制数据再传给 B,B 反序列化得到 C。
问题:C 对象的全类路径假设为 com.inout.Test,在 A 和 B 端都有这么一个类文件,功能代码完全一致。也都实现了 Serializable 接口,但是反序列化时总是提示不成功。
解决:虚拟机是否允许反序列化,不仅取决于类路径和功能代码是否一致,一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致(就是 private static final long serialVersionUID = 1L)。下面的代码中,虽然两个类的功能代码完全一致,但是序列化 ID 不同,他们无法相互序列化和反序列化。

 

使用serialVersionUID为1L的类进行序列化,而使用serialVersionUID为2L的类进行反序列化,会提示异常,异常内容为:

 

序列化 ID 在 Eclipse 下提供了两种生成策略,一个是固定的 1L,一个是随机生成一个不重复的 long 类型数据(实际上是使用 JDK 工具生成),在这里有一个建议,如果没有特殊需求,就是用默认的 1L 就可以,这样可以确保代码一致时反序列化成功。那么随机生成的序列化 ID 有什么作用呢,有些时候,通过改变序列化 ID 可以用来限制某些用户的使用。

特性使用案例
读者应该听过 Façade 模式,它是为应用程序提供统一的访问接口,案例程序中的 Client 客户端使用了该模式,案例程序结构图下图所示。

Client 端通过 Façade Object 才可以与业务逻辑对象进行交互。而客户端的 Façade Object 不能直接由 Client 生成,而是需要 Server 端生成,然后序列化后通过网络将二进制对象数据传给 Client,Client 负责反序列化得到 Façade 对象。该模式可以使得 Client 端程序的使用需要服务器端的许可,同时 Client 端和服务器端的 Façade Object 类需要保持一致。当服务器端想要进行版本更新时,只要将服务器端的 Façade Object 类的序列化 ID 再次生成,当 Client 端反序列化 Façade Object 就会失败,也就是强制 Client 端从服务器端获取最新程序。

2. 静态变量序列化

 

3. 父类的序列化与 Transient 关键字

情境:一个子类实现了 Serializable 接口,它的父类都没有实现 Serializable 接口,序列化该子类对象,然后反序列化后输出父类定义的某变量的数值,该变量数值与序列化时的数值不同。
解决:要想将父类对象也序列化,就需要让父类也实现Serializable 接口。如果父类不实现的话的,就 需要有默认的无参的构造函数。在父类没有实现 Serializable 接口时,虚拟机是不会序列化父对象的,而一个 Java 对象的构造必须先有父对象,才有子对象,反序列化也不例外。所以反序列化时,为了构造父对象,只能调用父类的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时,它的值是调用父类无参构造函数后的值。如果你考虑到这种序列化的情况,在父类无参构造函数中对变量进行初始化,否则的话,父类变量值都是默认声明的值,如 int 型的默认是 0,string 型的默认是 null。
Transient 关键字的作用是控制变量的序列化,在变量声明前加上该关键字,可以阻止该变量被序列化到文件中,在被反序列化后,transient 变量的值被设为初始值,如 int 型的是 0,对象型的是 null。
特性使用案例
我们熟悉使用 Transient 关键字可以使得字段不被序列化,那么还有别的方法吗?根据父类对象序列化的规则,我们可以将不需要被序列化的字段抽取出来放到父类中,子类实现 Serializable 接口,父类不实现,根据父类序列化规则,父类的字段数据将不被序列化,形成类图如图 2 所示。

上图中可以看出,attr1、attr2、attr3、attr5 都不会被序列化,放在父类中的好处在于当有另外一个 Child 类时,attr1、attr2、attr3 依然不会被序列化,不用重复抒写 transient,代码简洁。

4. 对敏感字段加密

 

SerialPwdTest的 writeObject 方法中,对密码进行了加密,在加密后进行序列化保存到文件中,在 readObject 中则在读取到密码后,对 password 进行解密,只有拥有密钥的客户端,才可以正确的解析出密码,确保了数据的安全。上面代码的执行结果为:

 

5. 序列化存储规则

 

清单4中对同一对象两次写入文件,打印出写入一次对象后的存储大小和写入两次后的存储大小,然后从文件中反序列化出两个对象,比较这两个对象是否为同一对象。一般的思维是,两次写入对象,文件大小会变为两倍的大小,反序列化时,由于从文件读取,生成了两个对象,判断相等时应该是输入 false 才对,但是最后结果输出如下:

 

我们看到,第二次写入对象时文件只增加了 5 字节,并且两个对象是相等的,这是为什么呢?
解答:Java 序列化机制为了节省磁盘空间,具有特定的存储规则,当写入文件的为同一对象时,并不会再将对象的内容进行存储,而只是再次存储一份引用,上面增加的 5 字节的存储空间就是新增引用和一些控制信息的空间。反序列化时,恢复引用关系,使得清单 3 中的 t1 和 t2 指向唯一的对象,二者相等,输出 true。该存储规则极大的节省了存储空间。
特性案例分析
查看清单 5 的代码。
清单 5. 案例代码

 

 

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