众筹网站哪家好,容桂网站建设联系方式,做网站分层技术,自媒体账号下载注册序列化是一种对象持久化的手段。普遍应用在网络传输、RMI等场景中。本文通过分析ArrayList的序列化来介绍Java序列化的相关内容。主要涉及到以下几个问题#xff1a;
怎么实现Java的序列化
为什么实现了java.io.Serializable接口才能被序列化
transient的作用是什么
怎么自…序列化是一种对象持久化的手段。普遍应用在网络传输、RMI等场景中。本文通过分析ArrayList的序列化来介绍Java序列化的相关内容。主要涉及到以下几个问题
怎么实现Java的序列化
为什么实现了java.io.Serializable接口才能被序列化
transient的作用是什么
怎么自定义序列化策略
自定义的序列化策略是如何被调用的
ArrayList对序列化的实现有什么好处
Java对象的序列化
Java平台允许我们在内存中创建可复用的Java对象但一般情况下只有当JVM处于运行时这些对象才可能存在即这些对象的生命周期不会比JVM的生命周期更长。但在现实应用中就可能要求在JVM停止运行之后能够保存(持久化)指定的对象并在将来重新读取被保存的对象。Java对象序列化就能够帮助我们实现该功能。
使用Java对象序列化在保存对象时会把其状态保存为一组字节在未来再将这些字节组装成对象。必须注意地是对象序列化保存的是对象的”状态”即它的成员变量。由此可知对象序列化不会关注类中的静态变量。
除了在持久化对象时会用到对象序列化之外当使用RMI(远程方法调用)或在网络中传递对象时都会用到对象序列化。Java序列化API为处理对象序列化提供了一个标准机制该API简单易用。
如何对Java对象进行序列化与反序列化
在Java中只要一个类实现了java.io.Serializable接口那么它就可以被序列化。这里先来一段代码
code 1 创建一个User类用于序列化及反序列化
package com.hollis;
import java.io.Serializable;
import java.util.Date;/*** Created by hollis on 16/2/2.*/
public class User implements Serializable{private String name;private int age;private Date birthday;private transient String gender;private static final long serialVersionUID -6849794470754667710L;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;}public Date getBirthday() {return birthday;}public void setBirthday(Date birthday) {this.birthday birthday;}public String getGender() {return gender;}public void setGender(String gender) {this.gender gender;}Overridepublic String toString() {return User{ name name , age age , gender gender , birthday birthday };}
}
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code 2 对User进行序列化及反序列化的Demo
package com.hollis;
import org.apache.commons.io.FileUtils;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import java.io.*;
import java.util.Date;/*** Created by hollis on 16/2/2.*/
public class SerializableDemo {public static void main(String[] args) {//Initializes The ObjectUser user new User();user.setName(hollis);user.setGender(male);user.setAge(23);user.setBirthday(new Date());System.out.println(user);//Write Obj to FileObjectOutputStream oos null;try {oos new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(tempFile));oos.writeObject(user);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {IOUtils.closeQuietly(oos);}//Read Obj from FileFile file new File(tempFile);ObjectInputStream ois null;try {ois new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));User newUser (User) ois.readObject();System.out.println(newUser);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} finally {IOUtils.closeQuietly(ois);try {FileUtils.forceDelete(file);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}
//output
//User{namehollis, age23, gendermale, birthdayTue Feb 02 17:37:38 CST 2016}
//User{namehollis, age23, gendernull, birthdayTue Feb 02 17:37:38 CST 2016}
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序列化及反序列化相关知识
1、在Java中只要一个类实现了java.io.Serializable接口那么它就可以被序列化。
2、通过ObjectOutputStream和ObjectInputStream对对象进行序列化及反序列化
3、虚拟机是否允许反序列化不仅取决于类路径和功能代码是否一致一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致就是 private static final long serialVersionUID
4、序列化并不保存静态变量。
5、要想将父类对象也序列化就需要让父类也实现Serializable 接口。
6、Transient 关键字的作用是控制变量的序列化在变量声明前加上该关键字可以阻止该变量被序列化到文件中在被反序列化后transient 变量的值被设为初始值如 int 型的是 0对象型的是 null。
7、服务器端给客户端发送序列化对象数据对象中有一些数据是敏感的比如密码字符串等希望对该密码字段在序列化时进行加密而客户端如果拥有解密的密钥只有在客户端进行反序列化时才可以对密码进行读取这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。
ArrayList的序列化
在介绍ArrayList序列化之前先来考虑一个问题
如何自定义的序列化和反序列化策略
带着这个问题我们来看java.util.ArrayList的源码
code 3
public class ArrayListE extends AbstractListEimplements ListE, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{private static final long serialVersionUID 8683452581122892189L;transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class accessprivate int size;
}
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笔者省略了其他成员变量从上面的代码中可以知道ArrayList实现了java.io.Serializable接口那么我们就可以对它进行序列化及反序列化。因为elementData是transient的所以我们认为这个成员变量不会被序列化而保留下来。我们写一个Demo验证一下我们的想法
code 4
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {ListString stringList new ArrayListString();stringList.add(hello);stringList.add(world);stringList.add(hollis);stringList.add(chuang);System.out.println(init StringList stringList);ObjectOutputStream objectOutputStream new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(stringlist));objectOutputStream.writeObject(stringList);IOUtils.close(objectOutputStream);File file new File(stringlist);ObjectInputStream objectInputStream new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));ListString newStringList (ListString)objectInputStream.readObject();IOUtils.close(objectInputStream);if(file.exists()){file.delete();}System.out.println(new StringList newStringList);}
//init StringList[hello, world, hollis, chuang]
//new StringList[hello, world, hollis, chuang]
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了解ArrayList的人都知道ArrayList底层是通过数组实现的。那么数组elementData其实就是用来保存列表中的元素的。通过该属性的声明方式我们知道他是无法通过序列化持久化下来的。那么为什么code 4的结果却通过序列化和反序列化把List中的元素保留下来了呢
writeObject和readObject方法
在ArrayList中定义了来个方法 writeObject和readObject。
这里先给出结论:
在序列化过程中如果被序列化的类中定义了writeObject 和 readObject 方法虚拟机会试图调用对象类里的 writeObject 和 readObject 方法进行用户自定义的序列化和反序列化。
如果没有这样的方法则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。
用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。
来看一下这两个方法的具体实现
code 5
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {elementData EMPTY_ELEMENTDATA;// Read in size, and any hidden stuffs.defaultReadObject();// Read in capacitys.readInt(); // ignoredif (size 0) {// be like clone(), allocate array based upon size not capacityensureCapacityInternal(size);Object[] a elementData;// Read in all elements in the proper order.for (int i0; isize; i) {a[i] s.readObject();}}}
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code 6
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)throws java.io.IOException{// Write out element count, and any hidden stuffint expectedModCount modCount;s.defaultWriteObject();// Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()s.writeInt(size);// Write out all elements in the proper order.for (int i0; isize; i) {s.writeObject(elementData[i]);}if (modCount ! expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();}}
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那么为什么ArrayList要用这种方式来实现序列化呢
why transient
ArrayList实际上是动态数组每次在放满以后自动增长设定的长度值如果数组自动增长长度设为100而实际只放了一个元素那就会序列化99个null元素。为了保证在序列化的时候不会将这么多null同时进行序列化ArrayList把元素数组设置为transient。
why writeObject and readObject
前面说过为了防止一个包含大量空对象的数组被序列化为了优化存储所以ArrayList使用transient来声明elementData。 但是作为一个集合在序列化过程中还必须保证其中的元素可以被持久化下来所以通过重写writeObject 和 readObject方法的方式把其中的元素保留下来。
writeObject方法把elementData数组中的元素遍历的保存到输出流ObjectOutputStream中。
readObject方法从输入流ObjectInputStream中读出对象并保存赋值到elementData数组中。
至此我们先试着来回答刚刚提出的问题
如何自定义的序列化和反序列化策略
答可以通过在被序列化的类中增加writeObject 和 readObject方法。那么问题又来了
虽然ArrayList中写了writeObject 和 readObject 方法但是这两个方法并没有显示的被调用啊。
那么如果一个类中包含writeObject 和 readObject 方法那么这两个方法是怎么被调用的呢?
ObjectOutputStream
从code 4中我们可以看出对象的序列化过程通过ObjectOutputStream和ObjectInputputStream来实现的那么带着刚刚的问题我们来分析一下ArrayList中的writeObject 和 readObject 方法到底是如何被调用的呢
为了节省篇幅这里给出ObjectOutputStream的writeObject的调用栈
writeObject --- writeObject0 ---writeOrdinaryObject---writeSerialData---invokeWriteObject
这里看一下invokeWriteObject
void invokeWriteObject(Object obj, ObjectOutputStream out)throws IOException, UnsupportedOperationException{if (writeObjectMethod ! null) {try {writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });} catch (InvocationTargetException ex) {Throwable th ex.getTargetException();if (th instanceof IOException) {throw (IOException) th;} else {throwMiscException(th);}} catch (IllegalAccessException ex) {// should not occur, as access checks have been suppressedthrow new InternalError(ex);}} else {throw new UnsupportedOperationException();}}
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其中writeObjectMethod.invoke(obj, new Object[]{ out });是关键通过反射的方式调用writeObjectMethod方法。官方是这么解释这个writeObjectMethod的
class-defined writeObject method, or null if none
在我们的例子中这个方法就是我们在ArrayList中定义的writeObject方法。通过反射的方式被调用了。
至此我们先试着来回答刚刚提出的问题
如果一个类中包含writeObject 和 readObject 方法那么这两个方法是怎么被调用的?
答在使用ObjectOutputStream的writeObject方法和ObjectInputStream的readObject方法时会通过反射的方式调用。
至此我们已经介绍完了ArrayList的序列化方式。那么不知道有没有人提出这样的疑问
Serializable明明就是一个空的接口它是怎么保证只有实现了该接口的方法才能进行序列化与反序列化的呢
Serializable接口的定义
public interface Serializable {
}
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读者可以尝试把code 1中的继承Serializable的代码去掉再执行code 2会抛出java.io.NotSerializableException。
其实这个问题也很好回答我们再回到刚刚ObjectOutputStream的writeObject的调用栈
writeObject --- writeObject0 ---writeOrdinaryObject---writeSerialData---invokeWriteObject
writeObject0方法中有这么一段代码
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());}}
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在进行序列化操作时会判断要被序列化的类是否是Enum、Array和Serializable类型如果不是则直接抛出NotSerializableException。
总结
1、如果一个类想被序列化需要实现Serializable接口。否则将抛出NotSerializableException异常这是因为在序列化操作过程中会对类型进行检查要求被序列化的类必须属于Enum、Array和Serializable类型其中的任何一种。
2、在变量声明前加上该关键字可以阻止该变量被序列化到文件中。
3、在类中增加writeObject 和 readObject 方法可以实现自定义序列化策略
