每日一博 - Java序列化一二事儿

忘是亡心i 2022-09-11 04:19 182阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  what
 *  Why
 *  作用
 *  常用API
 *   *  java.io.Serializable
     *  java.io.Externalizable
     *  java.io.ObjectOutputStream
     *  java.io.ObjectInputStream
 *  Code
 *   *  实现Serializable接口
     *  ObjectOutputStream\#writeObject 实现序列化
     *  ObjectInputStream\#readObject方法实现反序列化
 *  序列化底层实现分析
 *   *  
     *  writeObject（Object）
 *  FAQ

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3lhbmdzaGFuZ3dlaQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]

--------------------

# what #

把Java对象转换为字节序列的过程,-----------> 序列化  
把字节序列恢复为Java对象的过程,-----------> 反序列化

![在这里插入图片描述][bde23b6736204f00afa9972ef42f72bd.png]

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# Why #

我们知道，Java对象是运行在JVM的堆内存中的，如果JVM停止后，对象也就不复存在了。

如果想在JVM停止后，把这些对象保存到磁盘或者通过网络传输到另一远程机器，怎么办呢？------------------------------------就要把这些对象转化为字节数组，这个过程就是序列化 .  
![在这里插入图片描述][7bd79058738348ba834ebf1fb3bc455f.png]

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# 作用 #

序列化使得对象可以脱离程序运行而独立存在，它主要有两种用途：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

*  序列化机制可以让对象地保存到磁盘上，减轻内存压力的同时，也起了持久化的作用；

> 比如 Web服务器中的Session对象，当有 10+万用户并发访问的，就有可能出现10万个Session对象，内存可能消化不良，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 【仅举例，实际工作中并不会这么干】

*  序列化机制让Java对象在网络中传输变得更加容易

> 在使用Dubbo远程调用服务框架时，需要把传输的Java对象实现Serializable接口，即让Java对象序列化，因为这样才能让对象在网络上传输。

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# 常用API #

## java.io.Serializable ##

Serializable接口是一个标记接口，没有方法或字段。一旦实现了此接口，就标志该类的对象就是可序列化的。

public interface Serializable { 
    }

![在这里插入图片描述][1e693b55f64445259185785e24aace3a.png]

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## java.io.Externalizable ##

Externalizable继承了Serializable接口，还定义了两个抽象方法：writeExternal()和readExternal()，如果开发人员使用Externalizable来实现序列化和反序列化，需要重写writeExternal()和readExternal()方法

public interface Externalizable extends java.io.Serializable { 
        void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
        void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
    }

![在这里插入图片描述][96a4c511cb684389b2a2e8e3fee993e0.png]

--------------------

## java.io.ObjectOutputStream ##

表示对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可以对指定obj对象参数进行序列化，再把得到的字节序列写到一个目标输出流中。

![在这里插入图片描述][d2f8cdbb4c504c50b3262aa0275107fb.png]

## java.io.ObjectInputStream ##

表示对象输入流，它的readObject()方法，从输入流中读取到字节序列，反序列化成为一个对象，最后将其返回。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

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# Code #

## 实现Serializable接口 ##

import java.io.Serializable;
    
    /** * @author 小工匠 * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2021/9/12 19:07 * @mark: show me the code , change the world */
    public class Artisan implements Serializable { 
    
        private Integer age;
        private String name;
    
        public Integer getAge() { 
            return age;
        }
    
        public void setAge(Integer age) { 
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() { 
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) { 
            this.name = name;
        }
    }

![在这里插入图片描述][59d4e97a19804813b1fd3f3bdfa2e945.png]

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## ObjectOutputStream\#writeObject 实现序列化 ##

把Artisan对象 (**必须实现Serializable 接口**)设置值后，写入一个文件，即序列化

import java.io.FileOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.ObjectOutputStream;
    
    /** * @author 小工匠 * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2021/9/12 19:08 * @mark: show me the code , change the world */
    public class Test { 
    
        public static void main(String[] args) throws IOException { 
    
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\\artisan.out"));
            Artisan artisan = new Artisan();
            artisan.setAge(18);
            artisan.setName("artisan");
            objectOutputStream.writeObject(artisan);
    
       
      
            objectOutputStream.flush();
            objectOutputStream.close();
        }
    }

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## ObjectInputStream\#readObject方法实现反序列化 ##

再把test.out文件读取出来，反序列化为Student对象

import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.ObjectInputStream;
    
    /** * @author 小工匠 * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2021/9/12 19:09 * @mark: show me the code , change the world */
    public class Test2 { 
    
        public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { 
    
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\artisan.out"));
            Artisan art = (Artisan) objectInputStream.readObject();
            System.out.println("name="+art.getName());
        }
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]

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# 序列化底层实现分析 #

##  ##

Serializable接口，只是一个空的接口，没有方法或字段，为什么这么神奇，实现了它就可以让对象序列化了？

为了验证Serializable的作用，写个ArtisanNoSerial对象，去掉实现Serializable接口，看序列化过程怎样吧~

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]

堆栈信息看一下  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]

ObjectOutputStream 在序列化的时候，会判断被序列化的Object是哪一种类型，String array enum 还是 Serializable，如果都不是的话，抛出 NotSerializableException异常。所以 Serializable真的只是一个标志，一个序列化标志 。

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## writeObject（Object） ##

序列化的方法就是writeObject, debug下

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5bCP5bCP5bel5Yyg_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]  
writeObject直接调用的就是writeObject0（）方法

public final void writeObject(Object obj) throws IOException { 
        ......
        writeObject0(obj, false);
        ......
    }

private void writeObject0(Object obj, boolean unshared)
            throws IOException
        { 
        ......
       //String类型
        if (obj instanceof String) { 
            writeString((String) obj, unshared);
       //数组类型
        } else if (cl.isArray()) { 
            writeArray(obj, desc, unshared);
       //枚举类型
        } else if (obj instanceof Enum) { 
            writeEnum((Enum<?>) obj, desc, unshared);
       //Serializable实现序列化接口
        } else if (obj instanceof Serializable) { 
            writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
        } else{ 
            //其他情况会抛异常~
            if (extendedDebugInfo) { 
                throw new NotSerializableException(
                    cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());
            } else { 
                throw new NotSerializableException(cl.getName());
            }
        }
        ......

writeObject0 主要实现是对象的不同类型，调用不同的方法写入序列化数据，这里面如果对象实现了Serializable接口，就调用writeOrdinaryObject()方法~

private void writeOrdinaryObject(Object obj,
                                         ObjectStreamClass desc,
                                         boolean unshared)
            throws IOException
        { 
                ......
                //调用ObjectStreamClass的写入方法
                writeClassDesc(desc, false);
                // 判断是否实现了Externalizable接口
                if (desc.isExternalizable() && !desc.isProxy()) { 
                    writeExternalData((Externalizable) obj);
                } else { 
                    //写入序列化数据
                    writeSerialData(obj, desc);
                }
                .....
        }

writeSerialData（）实现的就是写入被序列化对象的字段数据

private void writeSerialData(Object obj, ObjectStreamClass desc)
            throws IOException
        { 
            for (int i = 0; i < slots.length; i++) { 
                if (slotDesc.hasWriteObjectMethod()) { 
                       //如果被序列化的对象自定义实现了writeObject()方法，则执行这个代码块
                        slotDesc.invokeWriteObject(obj, this);
                } else { 
                    // 调用默认的方法写入实例数据
                    defaultWriteFields(obj, slotDesc);
                }
            }
        }

defaultWriteFields（）方法，获取类的基本数据类型数据，直接写入底层字节容器；获取类的obj类型数据，循环递归调用writeObject0()方法，写入数据~

private void defaultWriteFields(Object obj, ObjectStreamClass desc)
            throws IOException
        {    
            // 获取类的基本数据类型数据，保存到primVals字节数组
            desc.getPrimFieldValues(obj, primVals);
            //primVals的基本类型数据写到底层字节容器
            bout.write(primVals, 0, primDataSize, false);
    
            // 获取对应类的所有字段对象
            ObjectStreamField[] fields = desc.getFields(false);
            Object[] objVals = new Object[desc.getNumObjFields()];
            int numPrimFields = fields.length - objVals.length;
            // 获取类的obj类型数据，保存到objVals字节数组
            desc.getObjFieldValues(obj, objVals);
            //对所有Object类型的字段,循环
            for (int i = 0; i < objVals.length; i++) { 
                ......
                  //递归调用writeObject0()方法，写入对应的数据
                writeObject0(objVals[i],
                                 fields[numPrimFields + i].isUnshared());
                ......
            }
        }

![在这里插入图片描述][2279e9298b6b4443a7bfea2f28694213.png]

# [FAQ][] #

*  static静态变量和transient 修饰的字段是不会被序列化的
 *  serialVersionUID问题

> JAVA序列化的机制是通过判断类的serialVersionUID来验证版本是否一致的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID和本地相应实体类的serialVersionUID进行比较，如果相同，反序列化成功，如果不相同，就抛出InvalidClassException异常

![在这里插入图片描述][b2d8e170682d412583f96ca67be9c3e7.png]

如果确实需要修改某个类类，又想反序列化成功，怎么办呢？可以手动指定serialVersionUID的值，一般可以设置为1L或者，或者让我们的编辑器IDE生成

*  如果某个序列化类的成员变量是对象类型，则该对象类型的类必须实现序列化
 *  子类实现了序列化，父类没有实现序列化，父类中的字段丢失问题

![在这里插入图片描述][4ef71402f5cb4e978d258a09c623f5cd.png]

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[FAQ]: https://www.toutiao.com/a6817250411368415757/
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