ava中怎么实现序列化与反序列化

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含义

序列化：对象写入IO流中，实现对象变成文件。反序列化：把文件中的对象，进行恢复，恢复到内存中，实现反序列化。意义：序列化的最大的意义在于实现对象可以跨主机进行传输，这些对象可以实现保存在磁盘中，并且脱离程序而独立存在。

序列化需要实现一个接口

一个对象需要实现序列化，在这里，需要实现一个接口，这个接口为

java.io.Serializable

点开这个接口，可以看到定义的内容如下

public interface Serializable {

}

进行序列化

把一个Java对象变成数组，在这里需要使用一个流，把一个Java对象写入字节流。其代码如下

import java.io.*;

import java.util.Arrays;

public class Main {

public static void main(String[] args) throws IOException {

ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream();

try (ObjectOutputStream output = new ObjectOutputStream(buffer)) {

// 写入int:

output.writeInt(12345);

// 写入String:

output.writeUTF("Hello");

// 写入Object:

output.writeObject(Double.valueOf(123.456));

}

System.out.println(Arrays.toString(buffer.toByteArray()));

}

}

在这里通过ObjectOutputStream类型，实现把数据写入buffer中。

在这里写入的是基本数据类型，这些基本数据类型为int，boolean，也可以写入String，因为这些基本数据类型都实现了序列化的接口，所以写入写出的内容都很大。

反序列化

ObjectInputStream 负责从一个字节流中读取对象。代码如下

try (ObjectInputStream input = new ObjectInputStream(...)) {

int n = input.readInt();

String s = input.readUTF();

Double d = (Double) input.readObject();

}

在这里，为了避免不让Java类序列化时候，出现class类的不兼容。因为一台主机上有class类，另外一台主机上没有该class类，此时，需要进行反序列化。同时标识版本，使用serialVersionUID  定义一个静态的版本。例子如下

public class Person implements Serializable {

private static final long serialVersionUID = 2709425275741743919L;

}

原理

这里将会对Java序列化进行原理性的阐述。原理有点枯燥，客官可以跳过不看

一段序列化代码

public class SerializeTest {

public void serialize() throws Exception{

data1 d = new data1();

d.setId(1036);

d.setName("data1");

d.setPwd("pwd1");

d.setPwd2("pwd2");

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/project/serial/data1");

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); //创建Object输出流对象

oos.writeObject(d); //向data1文件中写入序列化数据data1类

fos.close();

oos.close();

System.out.println("序列化完成");

}

public data1 deSerialize() throws Exception{

FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/project/serial/data1");

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); //创建Object输入流对象

data1 d = (data1)ois.readObject(); //从data1文件中反序列化出data1类数据

ois.close();

fis.close();

return d;

}

public static void main(String[] args) throws Exception{

SerializeTest s = new SerializeTest();

s.serialize();

data1 d = s.deSerialize();

System.out.println("id:"+d.getId());

System.out.println("name:"+d.getName());

System.out.println("pwd:"+d.getPwd());

}

}

执行序列化以后，用notdpad++打开以后是这样

用十六进制查看

即，这些是序列化

源码解析

序列化依靠的是ObjectOutputStream。构造参数

public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {

verifySubclass();

bout = new BlockDataOutputStream(out);

handles = new HandleTable(10, (float) 3.00);

subs = new ReplaceTable(10, (float) 3.00);

enableOverride = false;

writeStreamHeader();

bout.setBlockDataMode(true);

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack = new DebugTraceInfoStack();

} else {

debugInfoStack = null;

}

}

其writeStreamHeader代码如下

protected void writeStreamHeader() throws IOException {

bout.writeShort(STREAM_MAGIC);

bout.writeShort(STREAM_VERSION);

}

writeShort是往容器里写两个字节，这里初始化写入了4个字节(一个STREAM_MAGIC ，一个 STREAM_VERSION)

/**

* Magic number that is written to the stream header.

*/

final static short STREAM_MAGIC = (short)0xaced;

/**

* Version number that is written to the stream header.

*/

final static short STREAM_VERSION = 5;

即 ac ed 00 05，表示声明使用序列化协议以及说明序列化版本

开始序列化 writeObject()

public final void writeObject(Object obj) throws IOException {

if (enableOverride) {

writeObjectOverride(obj);

return;

}

try {

writeObject0(obj, false);

} catch (IOException ex) {

if (depth == 0) {

writeFatalException(ex);

}

throw ex;

}

}

一般会直接调用writeObject0()

private void writeObject0(Object obj, boolean unshared)

throws IOException

{

boolean oldMode = bout.setBlockDataMode(false);

depth++;

try {

// handle previously written and non-replaceable objects

int h;

...省略代码

if (obj instanceof ObjectStreamClass) {

writeClassDesc((ObjectStreamClass) obj, unshared);

return;

}

// check for replacement object

Object orig = obj;

Class cl = obj.getClass();

ObjectStreamClass desc;

for (;;) {

// REMIND: skip this check for strings/arrays?

Class repCl;

desc = ObjectStreamClass.lookup(cl, true);

if (!desc.hasWriteReplaceMethod() ||

(obj = desc.invokeWriteReplace(obj)) == null ||

(repCl = obj.getClass()) == cl)

{

break;

}

cl = repCl;

}

// remaining cases

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());

}

}

} finally {

depth--;

bout.setBlockDataMode(oldMode);

}

}

后面那些判断，容易看出，根据对象的不同类型，按不同方法写入序列化数据，这里如果对象实现了Serializable接口，就调用writeOrdinaryObject()方法。

然后发现这个方法还传入了一个desc，这是在此函数之前的一个for(;;)循环里，创建的用来描述该对象类信息的，ObjectStreamClass类。

然后看writeOrdinaryObject()

private void writeOrdinaryObject(Object obj,

ObjectStreamClass desc,

boolean unshared)

throws IOException

{

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.push(

(depth == 1 ? "root " : "") + "object (class "" +

obj.getClass().getName() + "", " + obj.toString() + ")");

}

try {

desc.checkSerialize();

bout.writeByte(TC_OBJECT);

writeClassDesc(desc, false);

handles.assign(unshared ? null : obj);

if (desc.isExternalizable() && !desc.isProxy()) {

writeExternalData((Externalizable) obj);

} else {

writeSerialData(obj, desc);

}

} finally {

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.pop();

}

}

}

先是writeByte()，写入了一个字节的TC_OBJECT标志位(十六进制 73)，然后调用writeClassDesc(desc)，把之前生成的该类信息写入，跟进看writeClassDesc()

private void writeClassDesc(ObjectStreamClass desc, boolean unshared)

throws IOException

{

int handle;

if (desc == null) {

writeNull();

} else if (!unshared && (handle = handles.lookup(desc)) != -1) {

writeHandle(handle);

} else if (desc.isProxy()) {

writeProxyDesc(desc, unshared);

} else {

writeNonProxyDesc(desc, unshared);

}

}

isProxy()判断类是否是动态代理类，没了解过动态代理（先mark），这里因为不是动态代理类，所以会调用

writeNonProxyDesc(desc)

跟进writeNonProxyDesc(desc)

private void writeNonProxyDesc(ObjectStreamClass desc, boolean unshared)

throws IOException

{

bout.writeByte(TC_CLASSDESC);

handles.assign(unshared ? null : desc);

if (protocol == PROTOCOL_VERSION_1) {

// do not invoke class descriptor write hook with old protocol

desc.writeNonProxy(this);

} else {

writeClassDescriptor(desc);

}

Class cl = desc.forClass();

bout.setBlockDataMode(true);

if (cl != null && isCustomSubclass()) {

ReflectUtil.checkPackageAccess(cl);

}

annotateClass(cl);

bout.setBlockDataMode(false);

bout.writeByte(TC_ENDBLOCKDATA);

writeClassDesc(desc.getSuperDesc(), false);

}

发现writeByte写入了一个字节的TC_CLASSDESC(16进制 72)

然后下面一个判断是true进入writeNonProxy()

writeNonProxy()

void writeNonProxy(ObjectOutputStream out) throws IOException {

out.writeUTF(name);

out.writeLong(getSerialVersionUID());

byte flags = 0;

if (externalizable) {

flags |= ObjectStreamConstants.SC_EXTERNALIZABLE;

int protocol = out.getProtocolVersion();

if (protocol != ObjectStreamConstants.PROTOCOL_VERSION_1) {

flags |= ObjectStreamConstants.SC_BLOCK_DATA;

}

} else if (serializable) {

flags |= ObjectStreamConstants.SC_SERIALIZABLE;

}

if (hasWriteObjectData) {

flags |= ObjectStreamConstants.SC_WRITE_METHOD;

}

if (isEnum) {

flags |= ObjectStreamConstants.SC_ENUM;

}

out.writeByte(flags);

out.writeShort(fields.length);

for (int i = 0; i < fields.length; i++) {

ObjectStreamField f = fields[i];

out.writeByte(f.getTypeCode());

out.writeUTF(f.getName());

if (!f.isPrimitive()) {

out.writeTypeString(f.getTypeString());

}

}

}

调用writeUTF()写入了类名，这个writeUTF()函数，在写入十六进制类名前，会先写入两个字节的类名长度，

然后再调用writeLong，写入序列化UID

然后下面有个判断，会判断类接口的实现方式，调用writeByte()写入一个字节的标志位。

下面是所有标志位

/**

* Bit mask for ObjectStreamClass flag. Indicates Externalizable data

* written in Block Data mode.

* Added for PROTOCOL_VERSION_2.

*

* @see #PROTOCOL_VERSION_2

* @since 1.2

*/

final static byte SC_BLOCK_DATA = 0x08;

/**

* Bit mask for ObjectStreamClass flag. Indicates class is Serializable.

*/

final static byte SC_SERIALIZABLE = 0x02;

/**

* Bit mask for ObjectStreamClass flag. Indicates class is Externalizable.

*/

final static byte SC_EXTERNALIZABLE = 0x04;

/**

* Bit mask for ObjectStreamClass flag. Indicates class is an enum type.

* @since 1.5

*/

final static byte SC_ENUM = 0x10;

然后调用writeShort写入两个字节的域长度（比如说有3个变量，就写入 00 03 ）

接下来是一个循环，准备写入这个类的变量名和它对应的变量类型了

每轮循环:

writeByte写入一个字节的变量类型;writeUTF()写入变量名判断是不是原始类型，即是不是对象不是原始类型(基本类型)的话，就调用writeTypeString()

这个writeTypeString()，如果是字符串，就会调用writeString()

而这个writeString()往往是这样写的，字符串长度(不是大小)小于两个字节，就先写入一个字节的TC_STRING(16进制 74)，然后调用writeUTF()，写入一个signature，这好像跟jvm有关，最后一般写的是类似下面这串

74 00 12 4c 6a 61 76 61 2f 6c 61 6e 67 2f 53 74 72 69 6e 67 3b

"翻译"过来就是，字符串类型，占18个字节长度，变量名是

Ljava/lang/string;

而如果说，之前已经声明过上面这个对象，即前面有这串 74 00 12...3b

那就会调用writeHandle()，先写入一个字节的TC_REFERENCE(16进制 71)，然后调用writeInt()写入 007e0000 + handle，这个handle是之前声明过对象的位置，这里我还没弄清除这个位置是怎么定位的，一般是00 01，也就是说 writeHandle()，一般写入如下:

71 00 7e 00 XX这样5个字节(最后这个00 XX 还不确定，等我再弄明白，一般是 00 01)

上面这些结束了，也就是我们写完了writeNonProxy()，现在再次回到writeNonProxyDesc()

接下来继续调用writeByte()写入一个字节的TC_ENDBLOCKDATA(16进制 78)，块结束标志位

再调用writeCLassDesc()，参数是desc的父类，这里如果父类没有实现序列化接口那就不会写入，否则回到刚才writeNonProxyDesc那一步开始写父类的类信息和变量信息(起始位72，终止位78)，类似于一个递归调用，最后如果没有实现了序列化接口的父类了，就会调用writeNull()，写入一个字节的TC_NULL(16进制 70)，表示没对象了。

好了，总之writeClassDesc()这个递归调用完了之后，我们就回到了writeOrdinaryObject()

接下来调用writeSerialData()，准备写入序列化数据

writeSerialData()

private void writeSerialData(Object obj, ObjectStreamClass desc)

throws IOException

{

ObjectStreamClass.ClassDataSlot[] slots = desc.getClassDataLayout();

for (int i = 0; i < slots.length; i++) {

ObjectStreamClass slotDesc = slots[i].desc;

if (slotDesc.hasWriteObjectMethod()) {

PutFieldImpl oldPut = curPut;

curPut = null;

SerialCallbackContext oldContext = curContext;

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.push(

"custom writeObject data (class "" +

slotDesc.getName() + "")");

}

try {

curContext = new SerialCallbackContext(obj, slotDesc);

bout.setBlockDataMode(true);

slotDesc.invokeWriteObject(obj, this);

bout.setBlockDataMode(false);

bout.writeByte(TC_ENDBLOCKDATA);

} finally {

curContext.setUsed();

curContext = oldContext;

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.pop();

}

}

curPut = oldPut;

} else {

defaultWriteFields(obj, slotDesc);

}

}

}

一个循环，上限是类(包括父类)数量

每轮:

调用defaultWriteFields()

defaultWriteFields()

private void defaultWriteFields(Object obj, ObjectStreamClass desc)

throws IOException

{

Class cl = desc.forClass();

if (cl != null && obj != null && !cl.isInstance(obj)) {

throw new ClassCastException();

}

desc.checkDefaultSerialize();

int primDataSize = desc.getPrimDataSize();

if (primVals == null || primVals.length < primDataSize) {

primVals = new byte[primDataSize];

}

desc.getPrimFieldValues(obj, primVals);

bout.write(primVals, 0, primDataSize, false);

ObjectStreamField[] fields = desc.getFields(false);

Object[] objVals = new Object[desc.getNumObjFields()];

int numPrimFields = fields.length - objVals.length;

desc.getObjFieldValues(obj, objVals);

for (int i = 0; i < objVals.length; i++) {

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.push(

"field (class "" + desc.getName() + "", name: "" +

fields[numPrimFields + i].getName() + "", type: "" +

fields[numPrimFields + i].getType() + "")");

}

try {

writeObject0(objVals[i],

fields[numPrimFields + i].isUnshared());

} finally {

if (extendedDebugInfo) {

debugInfoStack.pop();

}

}

}

}

先判断是否是基本类型，是的话调用write直接写入序列化数据

否则，获取该类所有变量数，开始循环

这个循环的每轮:

调用writeObject0()写入变量，也就是说，根据变量类型，用相应方法写入。

最后循环结束；

随着所有变量的写入，第一次循环也结束，writeSerialData()方法调用完毕，回到了writeOrdinaryObject()，执行结束回到了writeObject0()，又回到了writeObject()。

关于ava中怎么实现序列化与反序列化就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。