Java 知识点:序列化

时间:2023-07-04 11:06:08

首先明确一点:默认的序列化方法速度很慢,因为需要对整个对象和他的类都进行保存,因此我们建议自定义序列化格式。

ObjectInputStream和ObjectOutputStream

用途 ObjectInputStream ObjectOutputStream
整数 readInt() writeInt(int)
浮点数 readDouble() writeDouble(double)
字符串 readUTF() writeUTF(String)
字节数组 read(byte[] buf, int off,int length) write(byte[])
对象 readObject() writeObject(Object)

哪些数据不会被序列化

  1. 被标记为 transient 的域。
  2. 静态变量。

查看某个类的SerialVersionUID

如果类A实现了Serializable接口,则可以使用Java 提供的serialver命令: serialver  A 。

SerialVersionUID变量的作用

场景:你在公司开发一个类(记为LogManager,用来管理日志,拥有变量Date date,String description,我们使用序列化保存日志信息),并且已经上线使用(已经积累了一些数据),随着时间的推移,你发现你这个类设计的不够完善,因此你需要添加一个实例变量 int errorID,那么你如果按照一般反序列化方法(readObject),则会抛出:InvalidClassException。那么怎么能够成功将原始的数据转换成新版本的LogManager对象呢?

解决:

  1. 使用 Java 提供的serialver命令: serialver  LogManager 计算出原始LogManager的 serialVersionUID(比如为123L)。
  2. 在新版本的LogManager中添加:  static final long serialVersionUID = 123L;

目的:保持不同版本类的序列化的兼容性。

序列化类A(类A继承自类B),但是类B不可序列化,怎么办?

默认情况:

  1. 先将类A的实例变量全部还原。
  2. 因为类A继承类B,因此类A的对象也会有类B的实例变量,对于类B的实例变量,调用类B的默认无参构造函数初始化类B的实例变量。(一定要定义超类无参构造函数,不然会抛 no valid constructor)

解决:自定义readObject和writeObject。

对序列化的数据加密

问题:我们知道,序列化主要用于数据传输,但是序列化的数据是可以反序列化的,因此黑客可以直接把你的数据截下来(比如你的序列化文件为data.txt,用WinHeX打开后,基本就能看到所涉及的类和你传输的数据)。那么怎么样能够加密序列化的数据呢?
解决:通过自定义的序列化方法(在要序列化的对象中实现readObject和writeObject方法)。

  • private void writeObject(ObjectOutputStream os)throws IOException    // 你如果重写时必须是private的。
  • private void readObject(ObjectInputStream is)throws IOException,ClassNotFoundException   //你如果重写时必须是private的
 import java.io.*;
public class Serialize05
{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"));
out.writeObject(new Person("admin","abc123"));
out.close();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.txt"));
Person person = (Person)in.readObject();
System.out.println(person);
}
}
class Person implements Serializable
{
String name;
String password;
public Person(String name,String password)
{
this.name = name;
this.password = password;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream os)throws IOException
{
os.writeUTF(name);
byte[] pass = password.getBytes("UTF-8");
for(int i=0;i<pass.length;i++)
{
pass[i] = (byte)(pass[i] ^ 32); //对密码加密
}
os.write(pass);
}
private void readObject(ObjectInputStream is)throws IOException,ClassNotFoundException
{
name = is.readUTF();
byte[] pass = new byte[1024];
int size = is.read(pass,0,1024);
for(int i=0;i<pass.length;i++)
{
pass[i] = (byte)(pass[i] ^ 32); //对密码解密
}
String password = new String(pass,0,size,"UTF-8");
this.password = password;
}
public String toString()
{
return "name="+name+",password="+password;
}
}

利用序列化实现深层复制

 /*
用序列化实现深层复制
*/
import java.io.*;
public class Serialize09
{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout);
Person f1 = new Person("f1",null);
Person p1 = new Person("u1",f1);
out.writeObject(p1);
byte[] b = bout.toByteArray();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(b));
Person p2 = (Person)in.readObject();
p2.friend.name = "f2";
System.out.println(p1.friend.name); //输出:f1.虽然p2的朋友名字改变了,但是p1的朋友没改。 }
}
class Person implements Serializable
{
String name;
Person friend;
public Person(String name,Person friend)
{
this.name = name;
this.friend = friend;
}
}

序列化包含别人开发过的不可序列化的类

问题:如果你想要开发一个 House 类,此时别人已经开发好的 Furniture 类(Furniture 类中有实例变量int size,没有类Furniture的源代码,只有class文件,且类Furniture不是可序列化的)。因为House HAS-A Furniture,因此需要组合,因此在House类中需要声明一个Furniture的实例变量,但是Furniture并不能实例化,如果按照一般的方法,则会抛“NoSerializableException”。

解决

  1. 将Furniture实例变量设为transient。
  2. 在House类中实现readObject和writeObject方法。

实现方法

  • private void writeObject(ObjectOutputStream os)throws IOException
  • private void readObject(ObjectInputStream is)throws IOException,ClassNotFoundException
 import java.io.*;
public class Serialize03
{
public static void main(String[] args) throws Exception {
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"));
out.writeObject(new A(new B(10),100));
out.close();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.txt"));
A a = (A)in.readObject();
System.out.println(a); //输出:b=10,a=100
}
}
class B //别人已经开发好的类,且假设看不到B的源代码
{
int bb;
public B(int bb)
{
this.bb = bb;
}
}
class A implements Serializable
{
transient B b;
int a;
public A(B b,int a)
{
this.b = b;
this.a = a;
}
public String toString()
{
return "b="+b.bb+",a="+a;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream os)throws IOException //手工序列化B b
{
os.defaultWriteObject();
os.writeInt(b.bb);
}
private void readObject(ObjectInputStream is)throws IOException,ClassNotFoundException
{
is.defaultReadObject();
b = new B(is.readInt());
}
}

writeReplace和readResolve方法

如果有一个类A、类AProxy,如果想要实现以下任务:当 writeObject(A a) 时,实际写入的是AProxy对象(代理类),则可以使用readResolve和writeReplace。

  • 在类A中实现writeReplace方法(当ObjectOutputStream.writeObject(A)时调用该方法)
  • Object writeReplace() throws ObjectStreamException。
  • 在类AProxy中实现 readResolve 方法(当ObjectInputStream.readObject(A)时调用该方法)
  • Object readResolve() throws ObjectStreamException。
 import java.io.*;
public class Serialize07
{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"));
out.writeObject(new Person("admin",20));
out.close();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.txt"));
Person person = (Person)in.readObject();
System.out.println(person);
}
} class PersonProxy implements Serializable
{
String data;
public PersonProxy(Person person)
{
data = person.name+","+person.age;
}
private Object readResolve() throws ObjectStreamException
{
System.out.println("调用了readResolve方法");
String name = data.split(",")[0];
int age = Integer.parseInt(data.split(",")[1]);
Person person = new Person(name,age);
return person;
}
}
class Person implements Serializable
{
String name;
int age;
public Person(String name,int age)
{
this.name = name;
this.age = age;
}
private Object writeReplace() throws ObjectStreamException
{
System.out.println("调用了writeReplace方法");
return new PersonProxy(this);
}
public String toString()
{
return "name=" + name + ",age=" + age;
}
}

Externalizable接口

用途:自定义流格式,比如类A没有实现序列化,而类B继承类A,而类B需要负责包括超类数据的保存和恢复。

实现方法

  • void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException
  • void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,ClassNotFoundException

从API中可以看出,Externalizable接口实现了Serializable接口。
如果一个类A实现了Externalizable接口,则

  • ObjectInputStream.readObject()时会调用readExternal(),而不是readObject()
  • ObjectOutputStream.writeObject()时会调用writeExternal(),而不是writeObject()

当ObjectInputStream.readObject()时,过程如下:

  1. 假设读取类A的对象,则首先调用类A的无参构造函数(只有在实现Externalizable接口时才会调用无参构造函数),因此我们必须要实现这个构造函数。
  2. 因为类A实现了Externalizable接口,则调用readExternal()。
 import java.io.*;
public class Serialize06
{
public static void main(String[] args) throws Exception{
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"));
out.writeObject(new Employee("admin",20,1000));
out.close();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("object.txt"));
Employee person = (Employee)in.readObject();
System.out.println(person);
}
} class Person
{
String name;
int age;
public Person()
{
}
}
class Employee extends Person implements Externalizable
{
transient double salary;
public Person()
{
}
public Employee(String name,int age,double salary)
{
this.name = name;
this.age = age;
this.salary = salary;
}
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,ClassNotFoundException
{
name = in.readUTF();
age = in.readInt();
salary = in.readDouble();
}
public void writeExternal(ObjectOutput out)throws IOException
{
out.writeUTF(name);
out.writeInt(age);
out.writeDouble(salary);
}
public String toString()
{
return "name=" + name + ",age=" + age + ",salary=" + salary;
}
}

Reference

[1]http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-5things1/
[
2]Java核心技术(第7版) P617~637