Java中对象的串行化（Serialization）和transient关键字

一、串行化的概念和目的

1.什么是串行化

对象的寿命通常随着生成该对象的程序的终止而终止。有时候，可能需要将对象的状态保存下来，在需要时再将对象恢复。我们把对象的这种能记录自己的状态以便将来再生的能力，叫作对象的持续性(persistence)。对象通过写出描述自己状态的数值来记录自己 ，这个过程叫对象的串行化(Serialization) 。串行化的主要任务是写出对象实例变量的数值。如果变量是另一对象的引用，则引用的对象也要串行化。这个过程是递归的，串行化可能要涉及一个复杂树结构的单行化，包括原有对象、对象的对象、对象的对象的对象等等。对象所有权的层次结构称为图表(graph)。

2.串行化的目的

Java对象的串行化的目标是为Java的运行环境提供一组特性，如下所示：

1) 尽量保持对象串行化的简单扼要 ，但要提供一种途径使其可根据开发者的要求进行扩展或定制。

2) 串行化机制应严格遵守Java的对象模型 。对象的串行化状态中应该存有所有的关于种类的安全特性的信息。

3) 对象的串行化机制应支持Java的对象持续性。

4) 对象的串行化机制应有足够的 可扩展能力以支持对象的远程方法调用(RMI)。

5) 对象串行化应允许对象定义自身的格式即其自身的数据流表示形式，可外部化接口来完成这项功能。

二、串行化方法

从JDK1.1开始，Java语言提供了对象串行化机制 ，在java.io包中，接口Serialization用来作为实现对象串行化的工具 ，只有实现了Serialization的类的对象才可以被串行化。

Serializable接口中没有任何的方法。当一个类声明要实现Serializable接口时，只是表明该类参加串行化协议，而不需要实现任何特殊的方法。下面我们通过实例介绍如何对对象进行串行化。

1.定义一个可串行化对象

一个类，如果要使其对象可以被串行化，必须实现Serializable接口。我们定义一个类Student如下：

package chb.demo.test;

import java.io.Serializable;

public class Student implements Serializable {
    int id; // 学号
    String name; // 姓名
    int age; // 年龄
    String department; // 系别

    public Student(int id, String name, int age, String department) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.department = department;
    }
}

2.构造对象的输入／输出流

要串行化一个对象，必须与一定的对象输出／输入流联系起来，通过对象输出流将对象状态保存下来，再通过对象输入流将对象状态恢复。

java.io包中，提供了ObjectInputStream和ObjectOutputStream将数据流功能扩展至可读写对象 。在ObjectInputStream 中用readObject()方法可以直接读取一个对象，ObjectOutputStream中用writeObject()方法可以直接将对象保存到输出流中。

package chb.demo.test;

import java.io.IOException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;

public class ObjectSer {

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

        Student stu = new Student(981036, "chb", 23, "CSD");
        FileOutputStream fo = new FileOutputStream("D:/data.txt");
        ObjectOutputStream so = new ObjectOutputStream(fo);
        try {
            so.writeObject(stu);
            so.close();
        } catch (IOException e)
        {
            System.out.println(e);
        }
        stu = null;

        FileInputStream fi = new FileInputStream("D:/data.txt");
        ObjectInputStream si = new ObjectInputStream(fi);
        try {
            stu = (Student) si.readObject();
            si.close();
        } catch (IOException e)
        {
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("Student Info:");
        System.out.println("ID:" + stu.id);
        System.out.println("Name:" + stu.name);
        System.out.println("Age:" + stu.age);
        System.out.println("Dep:" + stu.department);
    }
}

运行结果如下：

ID:981036
Name:chb
Age:23
Dep:CSD

在这个例子中，我们首先定义了一个类Student，实现了Serializable接口 ，然后通过对象输出流的writeObject()方法将Student对象保存到文件 data.txt中 。之后，通过对象输入流的readObjcet()方法从文件data.ser中读出保存下来的Student对象 。从运行结果可以看到，通过串行化机制，可以正确地保存和恢复对象的状态。

三、串行化的注意事项

1.串行化能保存的元素

串行化只能保存对象的非静态成员交量，不能保存任何的成员方法和静态的成员变量，而且串行化保存的只是变量的值，对于变量的任何修饰符都不能保存。

 四、transient关键字

java的serialization提供了一个非常棒的存储对象状态的机制，说白了serialization就是把对象的状态存储到硬盘上 去，等需要的时候就可以再把它读出来使用。但是在存储对象状态时，我们有时候会需要特定的对象数据在serialization时不进行存储。这时候 transient关键字就派上用场了。要关掉类的特定的数据域，可以使用transient关键字进行定义，这对于底层的java虚拟机来说，这个 transient类型的变量不是一个类的永久性的状态。

对于某些类型的对象，其状态是瞬时的，这样的对象是无法保存其状态的。例如一个Thread对象或一个FileInputStream对象 ，对于这些字段，我们必须用transient关键字标明，否则编译器将报措。

另外 ，串行化可能涉及将对象存放到磁盘上或在网络上发送数据，这时候就会产生安全问题。因为数据位于Java运行环境之外，不在Java安全机制的控制之中。对于这些需要保密的字段，不应保存在永久介质中 ，或者不应简单地不加处理地保存下来 ，为了保证安全性。应该在这些字段前加上transient关键字。