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Java对象序列化

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java对象序列化2008-01-21 18:11所谓对象序列化就是将对象的状态转换成字节流,以后可以通过这些值再生成相同状态的对象。这个过程也可以通过网络实现,可以先在Windows机器上创建一个对象,对其序列化,然后通过网络发给一台Unix机器,然后在那里准确无误地重新"装配"。像RMI、Socket、JMS、EJB它们中的一种,彼此为什么能够传递Java对象,当然都是对象序列化机制的功劳。  
java对象序列化机制一般来讲有两种用途:
       1.Java的JavaBeans: Bean的状态信息通常是在设计时配置的,Bean的状态信息必须被存起来,以便当程序运行时能恢复这些状态信息,这需要将对象的状态保存到文件中,而后能够通过读入对象状态来重新构造对象,恢复程序状态。
       2.RMI允许象在本机上一样操作远程机器上的对象;或使用套接字在网络上传送对象的程序来说,这些都是需要实现serializaiton机制的。
      
       我们通过让类实现java.io.Serializable 接口可以将类序列化。这个接口是一个制造者(marker)接口。也就是说,对于要实现它的类来说,该接口不需要实现任何方法。它主要用来通知Java虚拟机(JVM),需要将一个对象序列化。
       对于这个,有几点我们需要明确:
       (1).并非所有类都可以序列化,在cmd下,我们输入serialver java.net.Socket,可以得到socket是否可序列化的信息,实际上socket是不可序列化的。
       (2).java有很多基础类已经实现了serializable接口,比如string,vector等。但是比如hashtable就没有实现serializable接口。
       将对象读出或者写入流的主要类有两个: ObjectOutputStream与ObjectInputStream 。ObjectOutputStream 提供用来将对象写入输出流的writeObject方法, ObjectInputStream提供从输入流中读出对象的readObject方法。使用这些方法的对象必须已经被序列化的。也就是说,必须已经实现Serializable接口。如果你想writeobject一个hashtable对象,那么,会得到一个异常。


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。

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。
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。
     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");
    ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
     s.writeObject("Today");
     s.writeObject(new Date());
     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();
    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。
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评论
1 楼 LinuxFans 2008-03-09  
写的很不错

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