java序列化(Serializable)的作用和反序列化

1、序列化是干什么的？
简单说就是为了保存在内存中的各种对象的状态（也就是实例变量，不是方法），并且可以把保存的对象状态再读出来。虽然你可以用你自己的各种各样的方法来保 存object states，但是Java给你提供一种应该比你自己好的保存对象状态的机制，那就是序列化。


2、什么情况下需要序列化
a）当你想把的内存中的对象状态保存到一个文件中或者数据库中时候；
b）当你想用套接字在网络上传送对象的时候；
c）当你想通过RMI传输对象的时候；

6、相关注意事项
a）序列化时，只对对象的状态进行保存，而不管对象的方法；
b）当一个父类实现序列化，子类自动实现序列化，不需要显式实现Serializable接口；
c）当一个对象的实例变量引用其他对象，序列化该对象时也把引用对象进行序列化；
d）并非所有的对象都可以序列化，,至于为什么不可以，有很多原因了,比如：
1.安全方面的原因，比如一个对象拥有private，public等field，对于一个要传输的对象，比如写到文件，或者进行rmi传输  等等，在序列化进行传输的过程中，这个对象的private等域是不受保护的。
2. 资源分配方面的原因，比如socket，thread类，如果可以序列化，进行传输或者保存，也无法对他们进行重新的资源分  配，而且，也是没有必要这样实现。

详细描述:
序 列化的过程就是对象写入字节流和从字节流中读取对象。将对象状态转换成字节流之后，可以用java.io包中的各种字节流类将其保存到文件中，管道到另一 线程中或通过网络连接将对象数据发送到另一主机。对象序列化功能非常简单、强大，在RMI、Socket、JMS、EJB都有应用。对象序列化问题在网络 编程中并不是最激动人心的课题，但却相当重要，具有许多实用意义。
一：对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如：RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务，就像在本地机上运行对象时一样。
二：java 对象序列化不仅保留一个对象的数据，而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中，可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用 对象序列化可以进行对象的“深复制”，即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。
从上面的叙述中，我们知道了对象序列化是java编程中的必备武器，那么让我们从基础开始，好好学习一下它的机制和用法。

java序列化比较简单，通常不需要编写保存和恢复对象状态的定制代码。实现java.io.Serializable接口的类对象可以转换成字节流或从 字节流恢复，不需要在类中增加任何代码。只有极少数情况下才需要定制代码保存或恢复对象状态。这里要注意：不是每个类都可序列化，有些类是不能序列化的， 例如涉及线程的类与特定JVM有非常复杂的关系。

序列化机制：

序列化分为两大部分：序列化和反序列化。序列化是这 个过程的第一部分，将数据分解成字节流，以便存储在文件中或在网络上传输。反序列化就是打开字节流并重构对象。对象序列化不仅要将基本数据类型转换成字节 表示，有时还要恢复数据。恢复数据要求有恢复数据的对象实例。ObjectOutputStream中的序列化过程与字节流连接，包括对象类型和版本信 息。反序列化时，JVM用头信息生成对象实例，然后将对象字节流中的数据复制到对象数据成员中。下面我们分两大部分来阐述：

处理对象流：
（序列化过程和反序列化过程）

java.io包有两个序列化对象的类。ObjectOutputStream负责将对象写入字节流，ObjectInputStream从字节流重构对象。
我们先了解ObjectOutputStream类吧。ObjectOutputStream类扩展DataOutput接口。
writeObject() 方法是最重要的方法，用于对象序列化。如果对象包含其他对象的引用，则writeObject()方法递归序列化这些对象。每个 ObjectOutputStream维护序列化的对象引用表，防止发送同一对象的多个拷贝。（这点很重要）由于writeObject()可以序列化整 组交叉引用的对象，因此同一ObjectOutputStream实例可能不小心被请求序列化同一对象。这时，进行反引用序列化，而不是再次写入对象字节 流。
下面，让我们从例子中来了解ObjectOutputStream这个类吧。
// 序列化 today’s date 到一个文件中.
FileOutputStream f = new FileOutputStream(“tmp”);     //创建一个包含恢复对象(即对象进行反序列化信息)的”tmp”数据文件
ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
s.writeObject(“Today”);    //写入字符串对象;
s.writeObject(new Date());    //写入瞬态对象;
s.flush();

现在，让我们来了解ObjectInputStream这个类。它与ObjectOutputStream相似。它扩展DataInput接口。 ObjectInputStream中的方法镜像DataInputStream中读取Java基本数据类型的公开方法。readObject()方法从 字节流中反序列化对象。每次调用readObject()方法都返回流中下一个Object。对象字节流并不传输类的字节码，而是包括类名及其签名。 readObject()收到对象时，JVM装入头中指定的类。如果找不到这个类，则readObject()抛出 ClassNotFoundException,如果需要传输对象数据和字节码，则可以用RMI框架。ObjectInputStream的其余方法用于 定制反序列化过程。
例子如下：
//从文件中反序列化 string 对象和 date 对象
FileInputStream in = new FileInputStream(“tmp”);
ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);
String today = (String)s.readObject();   //恢复对象;
Date date = (Date)s.readObject();

定制序列化过程:

序列化通常可以自动完成，但有时可能要对这个过程进行控制。java可以将类声明为serializable，但仍可手工控制声明为static或transient的数据成员。
例子：一个非常简单的序列化类。
public class simpleSerializableClass implements Serializable{
String sToday=”Today:”;
transient Date dtToday=new Date();
}

序 列化时，类的所有数据成员应可序列化除了声明为transient或static的成员。将变量声明为transient告诉JVM我们会负责将变元序列 化。将数据成员声明为transient后，序列化过程就无法将其加进对象字节流中，没有从transient数据成员发送的数据。后面数据反序列化时， 要重建数据成员（因为它是类定义的一部分），但不包含任何数据，因为这个数据成员不向流中写入任何数据。记住，对象流不序列化static或 transient。我们的类要用writeObject()与readObject()方法以处理这些数据成员。使用writeObject()与 readObject()方法时，还要注意按写入的顺序读取这些数据成员。
关于如何使用定制序列化的部分代码如下：
//重写writeObject()方法以便处理transient的成员。
public void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException{
outputStream.defaultWriteObject();//使定制的writeObject()方法可以
利用自动序列化中内置的逻辑。
outputStream.writeObject(oSocket.getInetAddress());
outputStream.writeInt(oSocket.getPort());
}
//重写readObject()方法以便接收transient的成员。
private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws IOException,ClassNotFoundException{
inputStream.defaultReadObject();//defaultReadObject()补充自动序列化
InetAddress oAddress=(InetAddress)inputStream.readObject();
int iPort =inputStream.readInt();
oSocket = new Socket(oAddress,iPort);
iID=getID();
dtToday =new Date();
}

完全定制序列化过程:

如 果一个类要完全负责自己的序列化，则实现Externalizable接口而不是Serializable接口。Externalizable接口定义包 括两个方法writeExternal()与readExternal()。利用这些方法可以控制对象数据成员如何写入字节流.类实现 Externalizable时，头写入对象流中，然后类完全负责序列化和恢复数据成员，除了头以外，根本没有自动序列化。这里要注意了。声明类实现 Externalizable接口会有重大的安全风险。writeExternal()与readExternal()方法声明为public，恶意类可 以用这些方法读取和写入对象数据。如果对象包含敏感信息，则要格外小心。这包括使用安全套接或加密整个字节流。到此为至，我们学习了序列化的基础部分知 识。

二．实现Serializable接口

ObjectOutputStream只能对Serializable接口的类的对象进行序列化。默认情况下，ObjectOutputStream按照默认方式序列化，这种序列化方式仅仅对对象的非transient的实例变量进行序列化，而不会序列化对象的transient的实例变量，也不会序列化静态变量。

当ObjectOutputStream按照默认方式反序列化时，具有如下特点：

1）              如果在内存中对象所属的类还没有被加载，那么会先加载并初始化这个类。如果在classpath中不存在相应的类文件，那么会抛出ClassNotFoundException；

2）              在反序列化时不会调用类的任何构造方法。

如果用户希望控制类的序列化方式，可以在可序列化类中提供以下形式的writeObject()和readObject()方法。

private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException

private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException;

当ObjectOutputStream对一个Customer对象进行序列化时，如果该对象具有writeObject()方法，那么就会执行这一方法，否则就按默认方式序列化。在该对象的writeObjectt()方法中，可以先调用ObjectOutputStream的defaultWriteObject()方法，使得对象输出流先执行默认的序列化操作。同理可得出反序列化的情况，不过这次是defaultReadObject()方法。

有些对象中包含一些敏感信息，这些信息不宜对外公开。如果按照默认方式对它们序列化，那么它们的序列化数据在网络上传输时，可能会被不法份子窃取。对于这类信息，可以对它们进行加密后再序列化，在反序列化时则需要解密，再恢复为原来的信息。

默认的序列化方式会序列化整个对象图，这需要递归遍历对象图。如果对象图很复杂，递归遍历操作需要消耗很多的空间和时间，它的内部数据结构为双向列表。

在应用时，如果对某些成员变量都改为transient类型，将节省空间和时间，提高序列化的性能。

三．             实现Externalizable接口

Externalizable接口继承自Serializable接口，如果一个类实现了Externalizable接口，那么将完全由这个类控制自身的序列化行为。Externalizable接口声明了两个方法：

public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException

public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException , ClassNotFoundException

前者负责序列化操作，后者负责反序列化操作。

在对实现了Externalizable接口的类的对象进行反序列化时，会先调用类的不带参数的构造方法，这是有别于默认反序列方式的。如果把类的不带参数的构造方法删除，或者把该构造方法的访问权限设置为private、默认或protected级别，会抛出java.io.InvalidException: no valid constructor异常。

四．             可序列化类的不同版本的序列化兼容性

凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量：

private static final long serialVersionUID;

以上serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。

类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有可能会导致不同的serialVersionUID，也有可能相同。为了提高哦啊serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定义serialVersionUID，为它赋予明确的值。显式地定义serialVersionUID有两种用途：

1）              在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；

2）              在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。