一、什么是Java序列化？


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

image.png

二、为什么需要序列化？

Java对象是运行在JVM的堆内存中的，如果JVM停止后，它的生命也就戛然而止。
image.png
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？磁盘这些硬件可不认识Java对象，它们只认识二进制这些机器语言，所以我们就要把这些对象转化为字节数组，这个过程就是序列化啦~

三、序列化用途

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：
image.png
1） 序列化机制可以让对象地保存到硬盘上，减轻内存压力的同时，也起了持久化的作用；
2） 序列化机制让Java对象在网络传输不再是天方夜谭。

四、Java序列化常用API

  1. java.io.ObjectOutputStream
  2. java.io.ObjectInputStream
  3. java.io.Serializable
  4. java.io.Externalizable

Serializable 接口

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 {
}

Externalizable 接口

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;
}


java.io.ObjectOutputStream类

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。

java.io.ObjectInputStream类

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。

五、序列化的使用

序列化如何使用？来看一下，序列化的使用的几个关键点吧：

  • 声明一个实体类，实现Serializable接口
  • 使用ObjectOutputStream类的writeObject方法，实现序列化
  • 使用ObjectInputStream类的readObject方法，实现反序列化

    声明一个Student类，实现Serializable

    public class Student 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;
  }
}
    使用ObjectOutputStream类的writeObject方法，对Student对象实现序列化
    把Student对象设置值后，写入一个文件，即序列化
    ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream("D:\\text.out"));
Student student = new Student();
student.setAge(25);
student.setName("jayWei");
objectOutputStream.writeObject(student);
objectOutputStream.flush();
objectOutputStream.close();
    image.png

    使用ObjectInputStream类的readObject方法，实现反序列化，重新生成student对象

    再把test.out文件读取出来，反序列化为Student对象
    ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\\text.out"));
Student student = (Student) objectInputStream.readObject();
System.out.println("name="+student.getName());

六、序列化底层

Serializable底层

image.png
原来底层是这样： 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。所以呀，Serializable真的只是一个标志，一个序列化标志~

writeObject（Object）

序列化的方法就是writeObject，基于以上的demo，我们来分析一波它的核心方法调用链吧~
image.png
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 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());
        }
    }
    ......

writeOrdinaryObject()会先调用writeClassDesc(desc)，写入该类的生成信息，然后调用writeSerialData方法,写入序列化数据

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);
            }
            .....
    }

七、日常开发序列化的一些注意点

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