關于Java序列化的文章早已是汗牛充棟了，本文是對我個人過往學習，理解及應用Java序列化的一個總結。此文內容涉及Java序列化的基本原理，以及多種方法對序列化形式進行定制。在撰寫本文時，既參考了Thinking in Java, Effective Java，JavaWorld，developerWorks中的相關文章和其它網絡資料，也加入了自己的實踐經驗與理解，文、碼并茂，希望對大家有所幫助。(持續更新中，2012.02.13最后更新)
1. 什么是Java對象序列化
Java平臺允許我們在內存中創建可復用的Java對象，但一般情況下，只有當JVM處于運行時，這些對象才可能存在，即，這些對象的生命周期不會比JVM的生命周期更長。但在現實應用中，就可能要求在JVM停止運行之后能夠保存(持久化)指定的對象，并在將來重新讀取被保存的對象。Java對象序列化就能夠幫助我們實現該功能。
使用Java對象序列化，在保存對象時，會把其狀態保存為一組字節，在未來，再將這些字節組裝成對象。必須注意地是，對象序列化保存的是對象的"狀態"，即它的成員變量。由此可知，對象序列化不會關注類中的靜態變量。
除了在持久化對象時會用到對象序列化之外，當使用RMI(遠程方法調用)，或在網絡中傳遞對象時，都會用到對象序列化。Java序列化API為處理對象序列化提供了一個標準機制，該API簡單易用，在本文的后續章節中將會陸續講到。
2. 簡單示例
在Java中，只要一個類實現了java.io.Serializable接口，那么它就可以被序列化。此處將創建一個可序列化的類Person，本文中的所有示例將圍繞著該類或其修改版。
Gender類，是一個枚舉類型，表示性別
public ? enum ?Gender?{ ? ????MALE,?FEMALE ? }? 如果熟悉Java枚舉類型的話，應該知道每個枚舉類型都會默認繼承類java.lang.Enum，而該類實現了Serializable接口，所以枚舉類型對象都是默認可以被序列化的。
Person類，實現了Serializable接口，它包含三個字段：name，String類型；age，Integer類型；gender，Gender類型。另外，還重寫該類的toString()方法，以方便打印Person實例中的內容。
public ? class ?Person? implements ?Serializable?{ ? ? ???? private ?String?name?=? null ; ? ? ???? private ?Integer?age?=? null ; ? ? ???? private ?Gender?gender?=? null ; ? ? ???? public ?Person()?{ ? ????????System.out.println( "none-arg?constructor" ); ? ????} ? ? ???? public ?Person(String?name,?Integer?age,?Gender?gender)?{ ? ????????System.out.println( "arg?constructor" ); ? ???????? this .name?=?name; ? ???????? this .age?=?age; ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ? ???? public ?String?getName()?{ ? ???????? return ?name; ? ????} ? ? ???? public ? void ?setName(String?name)?{ ? ???????? this .name?=?name; ? ????} ? ? ???? public ?Integer?getAge()?{ ? ???????? return ?age; ? ????} ? ? ???? public ? void ?setAge(Integer?age)?{ ? ???????? this .age?=?age; ? ????} ? ? ???? public ?Gender?getGender()?{ ? ???????? return ?gender; ? ????} ? ? ???? public ? void ?setGender(Gender?gender)?{ ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ? ???? @Override ? ???? public ?String?toString()?{ ? ???????? return ? "[" ?+?name?+? ",?" ?+?age?+? ",?" ?+?gender?+? "]" ; ? ????} ? }? SimpleSerial，是一個簡單的序列化程序，它先將一個Person對象保存到文件person.out中，然后再從該文件中讀出被存儲的Person對象，并打印該對象。
public ? class ?SimpleSerial?{ ? ? ???? public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception?{ ? ????????File?file?=? new ?File( "person.out" ); ? ? ????????ObjectOutputStream?oout?=? new ?ObjectOutputStream( new ?FileOutputStream(file)); ? ????????Person?person?=? new ?Person( "John" ,? 101 ,?Gender.MALE); ? ????????oout.writeObject(person); ? ????????oout.close(); ? ? ????????ObjectInputStream?oin?=? new ?ObjectInputStream( new ?FileInputStream(file)); ? ????????Object?newPerson?=?oin.readObject();? ? ????????oin.close(); ? ????????System.out.println(newPerson); ? ????} ? }? 上述程序的輸出的結果為：
arg?constructor ? [John,? 31 ,?MALE]? 此時必須注意的是，當重新讀取被保存的Person對象時，并沒有調用Person的任何構造器，看起來就像是直接使用字節將Person對象還原出來的。
當Person對象被保存到person.out文件中之后，我們可以在其它地方去讀取該文件以還原對象，但必須確保該讀取程序的CLASSPATH中包含有Person.class(哪怕在讀取Person對象時并沒有顯示地使用Person類，如上例所示)，否則會拋出ClassNotFoundException。
3. Serializable的作用
為什么一個類實現了Serializable接口，它就可以被序列化呢？在上節的示例中，使用ObjectOutputStream來持久化對象，在該類中有如下代碼：
private ? void ?writeObject0(Object?obj,? boolean ?unshared)? throws ?IOException?{ ? ???? ?... ???? if ?(obj? instanceof ?String)?{ ? ????????writeString((String)?obj,?unshared); ? ????}? else ? if ?(cl.isArray())?{ ? ????????writeArray(obj,?desc,?unshared); ? ????}? else ? if ?(obj? instanceof ?Enum)?{ ? ????????writeEnum((Enum)?obj,?desc,?unshared); ? ????}? else ? if ?(obj? instanceof ?Serializable)?{ ? ????????writeOrdinaryObject(obj,?desc,?unshared); ? ????}? else ?{ ? ???????? if ?(extendedDebugInfo)?{ ? ???????????? throw ? new ?NotSerializableException(cl.getName()?+? "\n" ? ????????????????????+?debugInfoStack.toString()); ? ????????}? else ?{ ? ???????????? throw ? new ?NotSerializableException(cl.getName()); ? ????????} ? ????} ? ????... ? }? 從上述代碼可知，如果被寫對象的類型是String，或數組，或Enum，或Serializable，那么就可以對該對象進行序列化，否則將拋出NotSerializableException。
4. 默認序列化機制
如果僅僅只是讓某個類實現Serializable接口，而沒有其它任何處理的話，則就是使用默認序列化機制。使用默認機制，在序列化對象時，不僅會序列化當前對象本身，還會對該對象引用的其它對象也進行序列化，同樣地，這些其它對象引用的另外對象也將被序列化，以此類推。所以，如果一個對象包含的成員變量是容器類對象，而這些容器所含有的元素也是容器類對象，那么這個序列化的過程就會較復雜，開銷也較大。
5. 影響序列化
在現實應用中，有些時候不能使用默認序列化機制。比如，希望在序列化過程中忽略掉敏感數據，或者簡化序列化過程。下面將介紹若干影響序列化的方法。
5.1 transient關鍵字
當某個字段被聲明為transient后，默認序列化機制就會忽略該字段。此處將Person類中的age字段聲明為transient，如下所示，
public ? class ?Person? implements ?Serializable?{ ? ????... ? ???? transient ? private ?Integer?age?=? null ; ? ????... ? }? 再執行SimpleSerial應用程序，會有如下輸出：
arg?constructor ? [John,? null ,?MALE]? 可見，age字段未被序列化。
5.2 writeObject()方法與readObject()方法
對于上述已被聲明為transitive的字段age，除了將transitive關鍵字去掉之外，是否還有其它方法能使它再次可被序列化？方法之一就是在Person類中添加兩個方法：writeObject()與readObject()，如下所示：
public ? class ?Person? implements ?Serializable?{ ? ????... ? ???? transient ? private ?Integer?age?=? null ; ? ????... ? ? ???? private ? void ?writeObject(ObjectOutputStream?out)? throws ?IOException?{ ? ????????out.defaultWriteObject(); ? ????????out.writeInt(age); ? ????} ? ? ???? private ? void ?readObject(ObjectInputStream?in)? throws ?IOException,?ClassNotFoundException?{ ? ????????in.defaultReadObject(); ? ????????age?=?in.readInt(); ? ????} ? }? 在writeObject()方法中會先調用ObjectOutputStream中的defaultWriteObject()方法，該方法會執行默認的序列化機制，如5.1節所述，此時會忽略掉age字段。然后再調用writeInt()方法顯示地將age字段寫入到ObjectOutputStream中。readObject()的作用則是針對對象的讀取，其原理與writeObject()方法相同。再次執行SimpleSerial應用程序，則又會有如下輸出：
arg?constructor ? [John,? 31 ,?MALE]? 必須注意地是，writeObject()與readObject()都是private方法，那么它們是如何被調用的呢？毫無疑問，是使用反射。詳情可以看看ObjectOutputStream中的writeSerialData方法，以及ObjectInputStream中的readSerialData方法。
5.3 Externalizable接口
無論是使用transient關鍵字，還是使用writeObject()和readObject()方法，其實都是基于Serializable接口的序列化。JDK中提供了另一個序列化接口--Externalizable，使用該接口之后，之前基于Serializable接口的序列化機制就將失效。此時將Person類作如下修改，
public ? class ?Person? implements ?Externalizable?{ ? ? ???? private ?String?name?=? null ; ? ? ???? transient ? private ?Integer?age?=? null ; ? ? ???? private ?Gender?gender?=? null ; ? ? ???? public ?Person()?{ ? ????????System.out.println( "none-arg?constructor" ); ? ????} ? ? ???? public ?Person(String?name,?Integer?age,?Gender?gender)?{ ? ????????System.out.println( "arg?constructor" ); ? ???????? this .name?=?name; ? ???????? this .age?=?age; ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ? ???? private ? void ?writeObject(ObjectOutputStream?out)? throws ?IOException?{ ? ????????out.defaultWriteObject(); ? ????????out.writeInt(age); ? ????} ? ? ???? private ? void ?readObject(ObjectInputStream?in)? throws ?IOException,?ClassNotFoundException?{ ? ????????in.defaultReadObject(); ? ????????age?=?in.readInt(); ? ????} ? ? ???? @Override ? ???? public ? void ?writeExternal(ObjectOutput?out)? throws ?IOException?{ ? ? ????} ? ? ???? @Override ? ???? public ? void ?readExternal(ObjectInput?in)? throws ?IOException,?ClassNotFoundException?{ ? ? ????} ? ????... ? }? 此時再執行SimpleSerial程序之后會得到如下結果：
arg?constructor ? none-arg?constructor ? [ null ,? null ,? null ]? 從該結果，一方面，可以看出Person對象中任何一個字段都沒有被序列化。另一方面，如果細心的話，還可以發現這此次序列化過程調用了Person類的無參構造器。
Externalizable繼承于Serializable，當使用該接口時，序列化的細節需要由程序員去完成。如上所示的代碼，由于writeExternal()與readExternal()方法未作任何處理，那么該序列化行為將不會保存/讀取任何一個字段。這也就是為什么輸出結果中所有字段的值均為空。
另外，使用Externalizable進行序列化時，當讀取對象時，會調用被序列化類的無參構造器去創建一個新的對象，然后再將被保存對象的字段的值分別填充到新對象中。這就是為什么在此次序列化過程中Person類的無參構造器會被調用。由于這個原因，實現Externalizable接口的類必須要提供一個無參的構造器，且它的訪問權限為public。
對上述Person類進行進一步的修改，使其能夠對name與age字段進行序列化，但忽略掉gender字段，如下代碼所示：
public ? class ?Person? implements ?Externalizable?{ ? ? ???? private ?String?name?=? null ; ? ? ???? transient ? private ?Integer?age?=? null ; ? ? ???? private ?Gender?gender?=? null ; ? ? ???? public ?Person()?{ ? ????????System.out.println( "none-arg?constructor" ); ? ????} ? ? ???? public ?Person(String?name,?Integer?age,?Gender?gender)?{ ? ????????System.out.println( "arg?constructor" ); ? ???????? this .name?=?name; ? ???????? this .age?=?age; ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ? ???? private ? void ?writeObject(ObjectOutputStream?out)? throws ?IOException?{ ? ????????out.defaultWriteObject(); ? ????????out.writeInt(age); ? ????} ? ? ???? private ? void ?readObject(ObjectInputStream?in)? throws ?IOException,?ClassNotFoundException?{ ? ????????in.defaultReadObject(); ? ????????age?=?in.readInt(); ? ????} ? ? ???? @Override ? ???? public ? void ?writeExternal(ObjectOutput?out)? throws ?IOException?{ ? ????????out.writeObject(name); ? ????????out.writeInt(age); ? ????} ? ? ???? @Override ? ???? public ? void ?readExternal(ObjectInput?in)? throws ?IOException,?ClassNotFoundException?{ ? ????????name?=?(String)?in.readObject(); ? ????????age?=?in.readInt(); ? ????} ? ????... ? }? 執行SimpleSerial之后會有如下結果：
arg?constructor ? none-arg?constructor ? [John,? 31 ,? null ]? 5.4 readResolve()方法
當我們使用Singleton模式時，應該是期望某個類的實例應該是唯一的，但如果該類是可序列化的，那么情況可能略有不同。此時對第2節使用的Person類進行修改，使其實現Singleton模式，如下所示：
public ? class ?Person? implements ?Serializable?{ ? ? ???? private ? static ? class ?InstanceHolder?{ ? ???????? private ? static ? final ?Person?instatnce?=? new ?Person( "John" ,? 31 ,?Gender.MALE); ? ????} ? ? ???? public ? static ?Person?getInstance()?{ ? ???????? return ?InstanceHolder.instatnce; ? ????} ? ? ???? private ?String?name?=? null ; ? ? ???? private ?Integer?age?=? null ; ? ? ???? private ?Gender?gender?=? null ; ? ? ???? private ?Person()?{ ? ????????System.out.println( "none-arg?constructor" ); ? ????} ? ? ???? private ?Person(String?name,?Integer?age,?Gender?gender)?{ ? ????????System.out.println( "arg?constructor" ); ? ???????? this .name?=?name; ? ???????? this .age?=?age; ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ????... ? }? 同時要修改SimpleSerial應用，使得能夠保存/獲取上述單例對象，并進行對象相等性比較，如下代碼所示：
public ? class ?SimpleSerial?{ ? ? ???? public ? static ? void ?main(String[]?args)? throws ?Exception?{ ? ????????File?file?=? new ?File( "person.out" ); ? ????????ObjectOutputStream?oout?=? new ?ObjectOutputStream( new ?FileOutputStream(file)); ? ????????oout.writeObject(Person.getInstance());? ? ????????oout.close(); ? ? ????????ObjectInputStream?oin?=? new ?ObjectInputStream( new ?FileInputStream(file)); ? ????????Object?newPerson?=?oin.readObject(); ? ????????oin.close(); ? ????????System.out.println(newPerson); ? ? ????????System.out.println(Person.getInstance()?==?newPerson);? ? ????} ? }? 執行上述應用程序后會得到如下結果：
arg?constructor ? [John,? 31 ,?MALE] ? false ? 值得注意的是，從文件person.out中獲取的Person對象與Person類中的單例對象并不相等。為了能在序列化過程仍能保持單例的特性，可以在Person類中添加一個readResolve()方法，在該方法中直接返回Person的單例對象，如下所示：
public ? class ?Person? implements ?Serializable?{ ? ? ???? private ? static ? class ?InstanceHolder?{ ? ???????? private ? static ? final ?Person?instatnce?=? new ?Person( "John" ,? 31 ,?Gender.MALE); ? ????} ? ? ???? public ? static ?Person?getInstance()?{ ? ???????? return ?InstanceHolder.instatnce; ? ????} ? ? ???? private ?String?name?=? null ; ? ? ???? private ?Integer?age?=? null ; ? ? ???? private ?Gender?gender?=? null ; ? ? ???? private ?Person()?{ ? ????????System.out.println( "none-arg?constructor" ); ? ????} ? ? ???? private ?Person(String?name,?Integer?age,?Gender?gender)?{ ? ????????System.out.println( "arg?constructor" ); ? ???????? this .name?=?name; ? ???????? this .age?=?age; ? ???????? this .gender?=?gender; ? ????} ? ? ???? private ?Object?readResolve()? throws ?ObjectStreamException?{ ? ???????? return ?InstanceHolder.instatnce; ? ????} ? ????... ? }? 再次執行本節的SimpleSerial應用后將如下輸出：
arg?constructor ? [John,? 31 ,?MALE] ? true ? 無論是實現Serializable接口，或是Externalizable接口，當從I/O流中讀取對象時，readResolve()方法都會被調用到。實際上就是用readResolve()中返回的對象直接替換在反序列化過程中創建的對象。
原文鏈接： http://www.blogjava.net/jiangshachina/archive/2012/02/13/369898.html
http://developer.51cto.com/art/201202/317181.htm
總結
以上是生活随笔 為你收集整理的深入理解Java对象序列化 的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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