Java基础学习总结——Java对象的序列化和反序列化

一、序列化和反序列化的概念

　　把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
　　把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
　　对象的序列化主要有两种用途：
　　1） 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
　　2） 在网络上传送对象的字节序列。

　　在很多应用中，需要对某些对象进行序列化，让它们离开内存空间，入住物理硬盘，以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。

　　当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

二、JDK类库中的序列化API

　　java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的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代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。
　　只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。
　　对象序列化包括如下步骤：
　　1） 创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；
　　2） 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。

　　对象反序列化的步骤如下：
　　1） 创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
　　2） 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。

对象序列化和反序列范例：

　　定义一个Person类，实现Serializable接口

import java.io.Serializable;

/**
 * <p>ClassName: Person<p>
 * <p>Description:测试对象序列化和反序列化<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午02:33:25
 */
public class Person implements Serializable {

    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = -5809782578272943999L;
    private int age;
    private String name;
    private String sex;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
}

　　序列化和反序列化Person类对象

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.text.MessageFormat;

/**
 * <p>ClassName: TestObjSerializeAndDeserialize<p>
 * <p>Description: 测试对象的序列化和反序列<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午03:17:25
 */
public class TestObjSerializeAndDeserialize {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SerializePerson();//序列化Person对象
        Person p = DeserializePerson();//反序列Perons对象
        System.out.println(MessageFormat.format("name={0},age={1},sex={2}",
                                                 p.getName(), p.getAge(), p.getSex()));
    }
    
    /**
     * MethodName: SerializePerson 
     * Description: 序列化Person对象
     * @author xudp
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws IOException
     */
    private static void SerializePerson() throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Person person = new Person();
        person.setName("gacl");
        person.setAge(25);
        person.setSex("男");
        // ObjectOutputStream 对象输出流，将Person对象存储到E盘的Person.txt文件中，完成对Person对象的序列化操作
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        oo.writeObject(person);
        System.out.println("Person对象序列化成功！");
        oo.close();
    }

    /**
     * MethodName: DeserializePerson 
     * Description: 反序列Perons对象
     * @author xudp
     * @return
     * @throws Exception
     * @throws IOException
     */
    private static Person DeserializePerson() throws Exception, IOException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                new File("E:/Person.txt")));
        Person person = (Person) ois.readObject();
        System.out.println("Person对象反序列化成功！");
        return person;
    }

}

代码运行结果如下：

序列化Person成功后在E盘生成了一个Person.txt文件，而反序列化Person是读取E盘的Person.txt后生成了一个Person对象

 三、serialVersionUID的作用

　　s?e?r?i?a?l?V?e?r?s?i?o?n?U?I?D?:? ?字?面?意?思?上?是?序?列?化?的?版?本?号?，凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量

private static final long serialVersionUID

　　实现Serializable接口的类如果类中没有添加serialVersionUID，那么就会出现如下的警告提示

　　

　　用鼠标点击就会弹出生成serialVersionUID的对话框，如下图所示：

　　

　　serialVersionUID有两种生成方式：

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：

private static final long serialVersionUID = 1L;

　　采用这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：

private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;

　　添加了之后就不会出现那个警告提示了，如下所示：

　　

　　扯了那么多，那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢，我们用如下的例子来说明一下serialVersionUID的作用，看下面的代码：

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

public class TestSerialversionUID {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SerializeCustomer();// 序列化Customer对象
        Customer customer = DeserializeCustomer();// 反序列Customer对象
        System.out.println(customer);
    }

    /**
     * MethodName: SerializeCustomer 
     * Description: 序列化Customer对象
     * @author xudp
     * @throws FileNotFoundException
     * @throws IOException
     */
    private static void SerializeCustomer() throws FileNotFoundException,
            IOException {
        Customer customer = new Customer("gacl",25);
        // ObjectOutputStream 对象输出流
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
                new File("E:/Customer.txt")));
        oo.writeObject(customer);
        System.out.println("Customer对象序列化成功！");
        oo.close();
    }

    /**
     * MethodName: DeserializeCustomer 
     * Description: 反序列Customer对象
     * @author xudp
     * @return
     * @throws Exception
     * @throws IOException
     */
    private static Customer DeserializeCustomer() throws Exception, IOException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
                new File("E:/Customer.txt")));
        Customer customer = (Customer) ois.readObject();
        System.out.println("Customer对象反序列化成功！");
        return customer;
    }
}

/**
 * <p>ClassName: Customer<p>
 * <p>Description: Customer实现了Serializable接口，可以被序列化<p>
 * @author xudp
 * @version 1.0 V
 * @createTime 2014-6-9 下午04:20:17
 */
class Customer implements Serializable {
    //Customer类中没有定义serialVersionUID
    private String name;
    private int age;

    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

运行结果：

序列化和反序列化都成功了。

下面我们修改一下Customer类，添加多一个sex属性，如下：

class Customer implements Serializable {
    //Customer类中没有定义serialVersionUID
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

　　然后执行反序列操作，此时就会抛出如下的异常信息：

Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer; 
local class incompatible: 
stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325, 
local class serialVersionUID = -5182532647273106745

　　意思就是说，文件流中的class和classpath中的class，也就是修改过后的class，不兼容了，处于安全机制考虑，程序抛出了错误，并且拒绝载入。那么如果我们真的有需求要在序列化后添加一个字段或者方法呢？应该怎么办？那就是自己去指定serialVersionUID。在TestSerialversionUID例子中，没有指定Customer类的serialVersionUID的，那么java编译器会自动给这个class进行一个摘要算法，类似于指纹算法，只要这个文件 多一个空格，得到的UID就会截然不同的，可以保证在这么多类中，这个编号是唯一的。所以，添加了一个字段后，由于没有显指定 serialVersionUID，编译器又为我们生成了一个UID，当然和前面保存在文件中的那个不会一样了，于是就出现了2个序列化版本号不一致的错误。因此，只要我们自己指定了serialVersionUID，就可以在序列化后，去添加一个字段，或者方法，而不会影响到后期的还原，还原后的对象照样可以使用，而且还多了方法或者属性可以用。

　　下面继续修改Customer类，给Customer指定一个serialVersionUID，修改后的代码如下：

class Customer implements Serializable {
    /**
     * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
     */
    private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    //private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    /*public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }*/

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

　　重新执行序列化操作，将Customer对象序列化到本地硬盘的Customer.txt文件存储，然后修改Customer类，添加sex属性，修改后的Customer类代码如下：

class Customer implements Serializable {
    /**
     * Customer类中定义的serialVersionUID(序列化版本号)
     */
    private static final long serialVersionUID = -5182532647273106745L;
    private String name;
    private int age;

    //新添加的sex属性
    private String sex;
    
    public Customer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    public Customer(String name, int age,String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }

    /*
     * @MethodName toString
     * @Description 重写Object类的toString()方法
     * @author xudp
     * @return string
     * @see java.lang.Object#toString()
     */
    @Override
    public String toString() {
        return "name=" + name + ", age=" + age;
    }
}

执行反序列操作，这次就可以反序列成功了，如下所示：

　　

四、serialVersionUID的取值

　　serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
　　类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有可能会导致不同的 serialVersionUID，也有可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID，为它赋予明确的值。

　　显式地定义serialVersionUID有两种用途：
　　　　1、 在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；
　　　　2、 在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。