一、序列化的含义、意义及使用场景

• 序列化：将对象写入到IO流中
• 反序列化：从IO流中恢复对象
• 意义：序列化机制允许将实现序列化的Java对象转换位字节序列，这些字节序列可以保存在磁盘上，或通过网络传输，以达到以后恢复成原来的对象。序列化机制使得对象可以脱离程序的运行而独立存在。
• 使用场景：所有可在网络上传输的对象都必须是可序列化的，比如RMI（remote method invoke,即远程方法调用），传入的参数或返回的对象都是可序列化的，否则会出错；所有需要保存到磁盘的java对象都必须是可序列化的。通常建议：程序创建的每个JavaBean类都实现Serializeable接口。

二、序列化实现的方式

如果需要将某个对象保存到磁盘上或者通过网络传输，那么这个类应该实现Serializable接口或者Externalizable接口之一。

1、Serializable

1.1 普通序列化

Serializable接口是一个标记接口，不用实现任何方法。一旦实现了此接口，该类的对象就是可序列化的。

1. 序列化步骤：

• 步骤一：创建一个ObjectOutputStream输出流；
• 步骤二：调用ObjectOutputStream对象的writeObject输出可序列化对象。

public class Person implements Serializable {

private String name;

private int age;

//我不提供无参构造器

public Person(String name, int age) {

this.name = name;

this.age = age;

}

@Override

public String toString() {

return "Person{" +

"name='" + name + ''' +

", age=" + age +

'}';

}

}

pblic class WriteObject {

public static void main(String[] args) {

try (//创建一个ObjectOutputStream输出流

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("object.txt"))) {

//将对象序列化到文件s

Person person = new Person("9龙", 23);

oos.writeObject(person);

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

1. 反序列化步骤：

• 步骤一：创建一个ObjectInputStream输入流；
• 步骤：调用ObjectInputStream对象的readObject()得到序列化的对象。
• 我们将上面序列化到person.txt的person对象反序列化回来

public class Person implements Serializable {
 private String name;
 private int age;
 //我不提供无参构造器
 public Person(String name, int age) {
 System.out.println("反序列化，你调用我了吗？");
 this.name = name;
 this.age = age;
 }
 @Oerride
 public String toString() {
 return "Person{" +
 "name='" + name + ''' +
 ", age=" + age +
 '}';
 }
}
publc class ReadObject {
 public static void main(String[] args) {
 try (//创建一个ObjectInputStream输入流
 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"))) {
 Person brady = (Person) ois.readObject();
 System.out.println(brady);
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}
//输出结果
//Person{name='9龙', age=23}

• waht???? 输出告诉我们，反序列化并不会调用构造方法。反序列的对象是由JVM自己生成的对象，不通过构造方法生成。

1.2 成员是引用的序列化

如果一个可序列化的类的成员不是基本类型，也不是String类型，那这个引用类型也必须是可序列化的；否则，会导致此类不能序列化。

看例子，我们新增一个Teacher类。将Person去掉实现Serializable接口代码。

public class Person{
 //省略相关属性与方法
}
public class Teacher implements Serializable {
 pivate String name;
 private Person person;
 pubic Teacher(String name, Person person) {
 this.name = name;
 this.person = person;
 }
 pulic static void main(String[] args) throws Exception {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("teacher.txt"))) {
 Person person = new Person("路飞", 20);
 Teacher teacher = new Teacher("雷利", person);
 oos.writeObject(teacher);
 }
 }
}

 

我们看到程序直

错，因为Person类的对象是不可序列化的，这导致了Teacher的对象不可序列化

1.3 同一对象序列化多次的机制

同一对象序列化多次，会将这个对象序列化多次吗？答案是否定的。

public class WriteTeacher {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("teacher.txt"))) {
 Person person = new Person("路飞", 20);
 Teacher t1 = new Teacher("雷利", person);
 Teacher t2 = new Teacher("红发香克斯", person);
 //依次将4个对象写入输入流
 oos.writeObject(t1);
 oos.writeObject(t2);
 oos.writeObject(person);
 oos.writeObject(t2);
 }
 }
}

依次将t1、t2、person、t2对象序列化到文件teacher.txt文件中。

注意：反序列化的顺序与序列化时的顺序一致。

public class ReadTeacher {
 public static void main(String[] args) {
 try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("teacher.txt"))) {
 Teacher t1 = (Teacher) ois.readObject();
 Teacher t2 = (Teacher) ois.readObject();
 Person p = (Person) ois.readObject();
 Teacher t3 = (Teacher) ois.readObject();
 System.out.println(t1 == t2);
 System.out.println(t1.getPerson() == p);
 System.out.println(t2.getPerson() == p);
 System.out.println(t2 == t3);
 System.out.println(t1.getPerson() == t2.getPerson());
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}
//输出结果
//false
//true
//true
//true
//true

从输出结果可以看出，Java序列化同一对象，并不会将此对象序列化多次得到多个对象。

• Java序列化算法

1. 所有保存到磁盘的对象都有一个序列化编码号
2. 当程序试图序列化一个象时，会先检查此对象是否已经序列化过，只有此对象从未（在此虚拟机）被序列化过，才会将此对象序列化为字节序列输出。
3. 如果此对象已经序列化过则直接输出编号即可。
4. 图示上述序列化过程。

 

1.4 java序列

法潜在的问题

由于java序利化算法不会重复序列化同一个对象，只会记录已序列化对象的编号。如果序列化一个可变对象（对象内的内容可更改）后，更改了对象内容，再次序列化，并不会再次将此对象转换为字节序列，而只是保存序列化编号。

public class WriteObject {
 public static void main(String[] args) {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
 ObjectInputStream ios = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"))) {
 //第一次序列化person
 Person person = new Person("9龙", 23);
 oos.writeObject(person);
 System.out.println(person);
 /修改name
 person.setName("海贼王");
 System.out.println(person);
 //第二次序列化person
 oos.writeObject(person);
 //次反序列化出p1、p2
 Person p1 = (Person) ios.readObject();
 Person p2 = (Person) ios.readObject();
 System.out.println(p1 == p2);
 System.out.println(p1.getName().equals(p2.getName()));
 } catch (Exception e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
}
//输出结果
//Person{name='9龙', age=23}
//Person{name='海贼王', age=23}
//true
//true

1.5 可选的自定义序列化

1. 有些时候，我们有这样的需求，某些属性不需要序列化。使用transient关键字选择不需要序列化的字段。

public class Person implements Serializable {
 //不需要序列化名字与年龄
 private transient String name;
 private transient int age;
 private int height;
 private transient boolean singlehood;
 public Person(String name, int age) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 }
 //省略get,set方法
}
public class TansientTest {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
 ObjectInputStream ios = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"))) {
 Person person = new Person("9龙", 23);
 person.setHeight(185);
 System.out.println(person);
 oos.writeObject(person);
 Person p1 = (Person)ios.readObject();
 System.out.println(p1);
 }
 }
}
//输出结果
//Person{name='9龙', age=23', singlehood=true', height=185cm}
//Person{name='null', age=0', singlehood=false', height=185cm}

1. 从输出我们看到，使用transient修饰的属性，java序列化时，会忽略掉此字段，所以反序列化出的对象，被transient修饰的属性是默认值。对于引用类型，值是null；基本类型，值是0；boolean类型，值是false。
2. 使用transient虽然简单，但将此属性完全隔离在了序列化之外。java提供了可选的自定义序列化。可以进行控制序列化的方式，或者对序列化数据进行编码加密等。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException；
private void readObject(java.io.ObjectIutputStream in) throws IOException,ClassNotFoundException;
private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException;

1. 通过重写writeObject与readObject方法，可以自己选择哪些属性需要序列化， 哪些属性不需要。如果writeObject使用某种规则序列化，则相应的readObject需要相反的规则反序列化，以便能正确反序列化出对象。这里展示对名字进行反转加密。

public class Person implements Serializable {
 private String name;
 private int age;
 //省略构造方法，get及set方法
 private void riteObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
 //将名字反转写入二进制流
 out.writeObject(new StringBuffer(this.name).reverse());
 out.writeInt(age);
 }
 private void eadObject(ObjectInputStream ins) throws IOException,ClassNotFoundException{
 //将读出的字符串反转恢复回来
 this.name = ((StringBuffer)ins.readObject()).reverse().toString();
 this.age = ins.readInt();
 }
}

1. 当序列化流不完整时，readObjectNoData()方法可以用来正确地初始化反序列化的对象。例如，使用不同类接收反序列化对象，或者序列化流被篡改时，系统都会调用readObjectNoData()方法来初始化反序列化的对象。
2. 更彻底的自定义序列化
3. ANY-ACCESS-MODIFIER Object writeReplace() throws ObjectStreamException;
4. ANY-ACCESS-MODIFIER Object readResolve() throws ObjectStreamException;

• writeReplace：在序列化时，会先调用此方法，再调用writeObject方法。此方法可将任意对象代替目标序列化对象

public class Person implements Serializable {
 private String name;
 private int age;
 //省略构造方法，get及set方法
 private Object witeReplace() throws ObjectStreamException {
 ArrayList<Object> list = new ArrayList<>(2);
 list.add(this.name);
 list.add(this.age);
 return list;
 }
 public static vid main(String[] args) throws Exception {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
 ObjectInputStream ios = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"))) {
 Person person = new Person("9龙", 23);
 oos.writeObject(person);
 ArrayList list = (ArrayList)ios.readObject();
 System.out.println(list);
 }
 }
}
//输出结果
//[9龙, 23]

• readResolve：反序列化时替换反序列化出的对象，反序列化出来的对象被立即丢弃。此方法在readeObject后调用。

public class Person implements Serializable {
 private String name;
 private int age;
 //省略构造方法，get及set方法
 private Object readResolve() throws ObjectStreamException{
 return new ("brady", 23);
 }
 public static void main(String[] args) throws Exception {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.txt"));
 ObjectInputStream ios = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.txt"))) {
 Person person = new Person("9龙", 23);
 oos.writeObject(person);
 HashMap map = (HashMap)ios.readObject();
 System.out.println(map);
 }
 }
}
//输出结果
//{brady=23}

• readResolve常用来反序列单例类，保证单例类的唯一性。
• 注意：readResolve与writeReplace的访问修饰符可以是private、protected、public，如果父类重写了这两个方法，子类都需要根据自身需求重写，这显然不是一个好的设计。通常建议对于final修饰的类重写readResolve方法没有问题；否则，重写readResolve使用private修饰。

2、Externalizable：强制自定义序列化

通过实现Externalizable接口，必须实现writeExternal、readExternal方法。

public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
 void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
 void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}
复制代码
public class ExPerson implements Externalizable {
 private String ame;
 private int age;
 //注意，必须加上pulic 无参构造器
 public ExPerson() {
 }
 public ExPerson(Sring name, int age) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 }
 @Override
 pubic void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
 //将name反转后写入二进制流
 StringBuffer reverse = new StringBuffer(name).reverse();
 System.out.println(reverse.toString());
 out.writeObject(reverse);
 out.writeInt(age);
 }
 @Override
 publi void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
 //将读取的字符串反转后赋值给name实例变量
 this.name = ((StringBuffer) in.readObject()).reverse().toString();
 System.out.println(name);
 this.age = in.readInt();
 }
 public static void ain(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
 try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("ExPerson.txt"));
 ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("ExPerson.txt"))) {
 oos.writeObject(new ExPerson("brady", 23));
 ExPerson ep = (ExPerson) ois.readObject();
 System.out.println(ep);
 }
 }
}
//输出结果
//ydarb
//brady
//ExPerson{name='brady', age=23}

注意：Externalizable接口不同于Serializable接口，实现此接口必须实现接口中的两个方法实现自定义序列化，这是强制性的；特别之处是必须提供pulic的无参构造器，因为在反序列化的时候需要反射创建对象。

3、两种序列化对比

实现Serializable接口实现Externalizable接口系统自动存储必要的信息程序员决定存储哪些信息Java内建支持，易于实现，只需要实现该接口即可，无需任何代码支持必须实现接口内的两个方法性能略差性能略好

虽然Externalizable接口带来了一定的性能提升，但变成复杂度也提高了，所以一般通过实现Serializable接口进行序列化。

三、序列化版本号serialVersionUID

我们知道，反序列化必须拥有class文件，但随着项目的升级，class文件也会升级，序列化怎么保证升级前后的兼容性呢？

java序列化提供了一个private static final long serialVersionUID 的序列化版本号，只有版本号相同，即使更改了序列化属性，对象也可以正确被反序列化回来。

public class Person implements Serializable {
 //序列化版本号
 private static final long serialVersionUID = 1111013L;
 private String name;
 private int age;
 //省略构造方法及get,set
}

如果反序列化使用的class的版本号与序列化时使用的不一致，反序列化会报InvalidClassException异常。

 

序列化版本号可自由指定，如果不指定，JVM会根

息自己计算一个版本号，这样随着class的升级，就无法正确反序列化；不指定版本号另一个明显隐患是，不利于jvm间的移植，可能class文件没有更改，但不同jvm可能计算的规则不一样，这样也会导致无法反序列化。

什么情况下需要修改serialVersionUID呢？分三种情况。

• 如果只是修改了方法，反序列化不容影响，则无需修改版本号；
• 如果只是修改了静态变量，瞬态变量（transient修饰的变量），反序列化不受影响，无需修改版本号；
• 如果修改了非瞬态变量，则可能导致反序列化失败。如果新类中实例变量的类型与序列化时类的类型不一致，则会反序列化失败，这时候需要更改serialVersionUID。如果只是新增了实例变量，则反序列化回来新增的是默认值；如果减少了实例变量，反序列化时会忽略掉减少的实例变量。

四、总结

1. 所有需要网络传输的对象都需要实现序列化接口，通过建议所有的javaBean都实现Serializable接口。
2. 对象的类名、实例变量（包括基本类型，数组，对其他对象的引用）都会被序列化；方法、类变量、transient实例变量都不会被序列化。
3. 如果想让某个变量不被序列化，使用transient修饰。
4. 序列化对象的引用类型成员变量，也必须是可序列化的，否则，会报错。
5. 反序列化时必须有序列化对象的class文件。
6. 当通过文件、网络来读取序列化后的对象时，必须按照实际写入的顺序读取。
7. 单例类序列化，需要重写readResolve()方法；否则会破坏单例原则。
8. 同一对象序列化多次，只有第一次序列化为二进制流，以后都只是保存序列化编号，不会重复序列化。
9. 建议所有可序列化的类加上serialVersionUID 版本号，方便项目升级