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java如何序列化

愛(ài)喝馬黛茶的安東尼

發(fā)布： 2019-11-12 17:44:30

原創(chuàng)

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一、序列化與反序列化

序列化：指堆內(nèi)存中的java對(duì)象數(shù)據(jù)，通過(guò)某種方式把對(duì)存儲(chǔ)到磁盤(pán)文件中，或者傳遞給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)絡(luò)傳輸）。這個(gè)過(guò)程稱為序列化，通常是指將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο筠D(zhuǎn)化成二進(jìn)制的過(guò)程。

即將對(duì)象轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，用于保存，或者網(wǎng)絡(luò)傳輸。

登錄后復(fù)制

反序列化：把磁盤(pán)文件中的對(duì)象數(shù)據(jù)或者把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的對(duì)象數(shù)據(jù)，恢復(fù)成Java對(duì)象模型的過(guò)程。也就是將在序列化過(guò)程中所生成的二進(jìn)制串轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者對(duì)象的過(guò)程

與序列化相反，將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成對(duì)象。

登錄后復(fù)制

二、序列化的作用

立即學(xué)習(xí)“Java免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

① 想把內(nèi)存中的對(duì)象保存到一個(gè)文件中或者數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)候；

② 想用套接字在網(wǎng)絡(luò)上傳送對(duì)象的時(shí)候；

③ 想通過(guò)RMI傳輸對(duì)象的時(shí)候

一些應(yīng)用場(chǎng)景，涉及到將對(duì)象轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制，序列化保證了能夠成功讀取到保存的對(duì)象。

登錄后復(fù)制

三、java的序列化實(shí)現(xiàn)

要實(shí)現(xiàn)對(duì)象的序列化，最直接的操作就是實(shí)現(xiàn)Serializable接口

使用IO流中的對(duì)象流可以實(shí)現(xiàn)序列化操作，將對(duì)象保存到文件，再讀取出來(lái)。

首先創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，并實(shí)現(xiàn)Serializable接口：

import java.io.Serializable;
public class User implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;
    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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

登錄后復(fù)制

用對(duì)象流寫(xiě)一個(gè)保存對(duì)象與讀取對(duì)象的工具類：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public class SerializeUtil {
    // 保存對(duì)象，序列化
    public static void saveObject(Object object) throws Exception {
        ObjectOutputStream out = null;
        FileOutputStream fout = null;
        try {
            fout = new FileOutputStream("D:/1.txt");
            out = new ObjectOutputStream(fout);
            out.writeObject(object);
        } finally {
            fout.close();
            out.close();
        }
    }
    // 讀取對(duì)象，反序列化
    public static Object readObject() throws Exception {
        ObjectInputStream in = null;
        FileInputStream fin = null;
        try {
            fin = new FileInputStream("D:/1.txt");
            in = new ObjectInputStream(fin);
            Object object = in.readObject();
            return object;
        } finally {
            fin.close();
            in.close();
        }
    }
}

登錄后復(fù)制

測(cè)試：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("旭旭寶寶");
        user.setAge(33);
        // 保存
        try {
            SerializeUtil.saveObject(user);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("保存時(shí)異常：" + e.getMessage());
        }
        // 讀取
        User userObject;
        try {
            userObject = (User) SerializeUtil.readObject();
            System.out.println(userObject);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("讀取時(shí)異常：" + e.getMessage());
        }
    }
}

登錄后復(fù)制

測(cè)試結(jié)果：

這里我們成功的進(jìn)行了一次將對(duì)象保存到文件中，再讀取了出來(lái)。如果此時(shí)，我們不實(shí)現(xiàn)序列化接口，就會(huì)出現(xiàn)異常了。我們?nèi)∠麑?shí)現(xiàn)的Serialiable接口代碼：

public class User {
    private String name;
    private int age;
    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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

登錄后復(fù)制

再測(cè)試Main方法：

可以看到此時(shí)報(bào)錯(cuò)了，此時(shí)使用 e.printStackTrace();查看異常的詳細(xì)信息：

可以看到Unknown Source，因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行序列化，所以無(wú)法進(jìn)行保存與讀取。

四、序列化ID的作用

可以看到，我們?cè)谶M(jìn)行序列化時(shí)，加了一個(gè)serialVersionUID字段，這便是序列化ID

private static final long serialVersionUID = 1L;

登錄后復(fù)制

這個(gè)序列化ID起著關(guān)鍵的作用，它決定著是否能夠成功反序列化！java的序列化機(jī)制是通過(guò)判斷運(yùn)行時(shí)類的serialVersionUID來(lái)驗(yàn)證版本一致性的，在進(jìn)行反序列化時(shí)，JVM會(huì)把傳進(jìn)來(lái)的字節(jié)流中的serialVersionUID與本地實(shí)體類中的serialVersionUID進(jìn)行比較，如果相同則認(rèn)為是一致的，便可以進(jìn)行反序列化，否則就會(huì)報(bào)序列化版本不一致的異常。

即序列化ID是為了保證成功進(jìn)行反序列化

登錄后復(fù)制

五、默認(rèn)的序列化ID

當(dāng)我們一個(gè)實(shí)體類中沒(méi)有顯式的定義一個(gè)名為“serialVersionUID”、類型為long的變量時(shí)，Java序列化機(jī)制會(huì)根據(jù)編譯時(shí)的class自動(dòng)生成一個(gè)serialVersionUID作為序列化版本比較，這種情況下，只有同一次編譯生成的class才會(huì)生成相同的serialVersionUID。譬如，當(dāng)我們編寫(xiě)一個(gè)類時(shí)，隨著時(shí)間的推移，我們因?yàn)樾枨蟾膭?dòng)，需要在本地類中添加其他的字段，這個(gè)時(shí)候再反序列化時(shí)便會(huì)出現(xiàn)serialVersionUID不一致，導(dǎo)致反序列化失敗。那么如何解決呢？便是在本地類中添加一個(gè)“serialVersionUID”變量，值保持不變，便可以進(jìn)行序列化和反序列化。

如果沒(méi)有顯示指定serialVersionUID，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)。
只有同一次編譯生成的class才會(huì)生成相同的serialVersionUID。
但是如果出現(xiàn)需求變動(dòng)，Bean類發(fā)生改變，則會(huì)導(dǎo)致反序列化失敗。為了不出現(xiàn)這類的問(wèn)題，所以我們最好還是顯式的指定一個(gè)
serialVersionUID。

登錄后復(fù)制

六、序列化的其他問(wèn)題

1、靜態(tài)變量不會(huì)被序列化（ static,transient）

2、當(dāng)一個(gè)父類實(shí)現(xiàn)序列化，子類自動(dòng)實(shí)現(xiàn)序列化，不需要顯式實(shí)現(xiàn)Serializable接口。

3、當(dāng)一個(gè)對(duì)象的實(shí)例變量引用其他對(duì)象，序列化該對(duì)象時(shí)也把引用對(duì)象進(jìn)行序列化。

子類序列化時(shí)：
如果父類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Serializable接口，沒(méi)有提供默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，那么子類的序列化會(huì)出錯(cuò)；
如果父類沒(méi)有實(shí)現(xiàn)Serializable接口，提供了默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，那么子類可以序列化，父類的成員變量不會(huì)被序列化。如果父類
實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，則父類和子類都可以序列化。

登錄后復(fù)制

七、使用效率更高的序列化框架—Protostuff

其實(shí)java的原生序列化方式（通過(guò)實(shí)現(xiàn)Serialiable接口），效率并不是最高的。

github上有一個(gè)分析序列化效率的項(xiàng)目：https://github.com/eishay/jvm-serializers/wiki

其中看的出來(lái)性能最優(yōu)的為google開(kāi)發(fā)的colfer ，但是由于colfer的使用難度太大，而更多的都是使用protostuff序列化框架。適用改框架要引入兩個(gè)庫(kù)（core與runtime）。

①github地址：https://github.com/protostuff/protostuff

③如果用Maven，則添加依賴：

<dependency>
  <groupId>io.protostuff</groupId>
  <artifactId>protostuff-core</artifactId>
  <version>1.5.9</version>
</dependency>

登錄后復(fù)制

<dependency>
  <groupId>io.protostuff</groupId>
  <artifactId>protostuff-core</artifactId>
  <version>1.5.9</version>
</dependency>

登錄后復(fù)制

修改Main代碼

import com.dyuproject.protostuff.LinkedBuffer;
import com.dyuproject.protostuff.ProtobufIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.ProtostuffIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.Schema;
import com.dyuproject.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User();
        user.setName("旭旭寶寶");
        user.setAge(33);
        Schema<User> schema = RuntimeSchema.getSchema(User.class);
        // 保存對(duì)象，序列化，轉(zhuǎn)化二進(jìn)制數(shù)據(jù)
        LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(512);
        final byte[] protostuff;
        try {
            protostuff = ProtobufIOUtil.toByteArray(user, schema, buffer);
        } finally {
            buffer.clear();
        }
        // 讀取對(duì)象，反序列化
        User userObject = schema.newMessage();
        ProtostuffIOUtil.mergeFrom(protostuff, userObject, schema);
        System.out.println(userObject);
    }
}

登錄后復(fù)制

User類，并未實(shí)現(xiàn)Serializable接口

public class User {
    private String name;
    private int age;
    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;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

登錄后復(fù)制

測(cè)試結(jié)果：

若要要整合Redis使用，也可以寫(xiě)成一個(gè)工具類：

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import com.dyuproject.protostuff.LinkedBuffer;
import com.dyuproject.protostuff.ProtobufIOUtil;
import com.dyuproject.protostuff.Schema;
import com.dyuproject.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
public class SerializeUtil {
    private static Map<Class<?>, Schema<?>> cachedSchema = new ConcurrentHashMap<>();
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> byte[] serializer(T obj) {
        Class<T> clazz = (Class<T>) obj.getClass();
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        return ProtobufIOUtil.toByteArray(obj, schema, LinkedBuffer.allocate(256));
    }
    public static <T> T deSerializer(byte[] bytes, Class<T> clazz) {
        T message;
        try {
            message = clazz.newInstance();
        } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        Schema<T> schema = getSchema(clazz);
        ProtobufIOUtil.mergeFrom(bytes, message, schema);
        return message;
    }
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> clazz) {
        Schema<T> schema = (Schema<T>) cachedSchema.get(clazz);
        if (schema == null) {
            schema = RuntimeSchema.createFrom(clazz);
            if (schema != null) {
                cachedSchema.put(clazz, schema);
            }
        }
        return schema;
    }
}

登錄后復(fù)制

這樣即使我們的User類就不用再實(shí)現(xiàn)Serialiable接口了，同樣可以進(jìn)行序列化，效率也更高。

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