Java序列化的几种方式以及序列化的作用
java培训机构分享的本文着重讲解一下Java序列化的相关内容。
如果对Java序列化感兴趣的同学可以研究一下。
一.Java序列化的作用
有的时候我们想要把一个Java对象变成字节流的形式传出去,有的时候我们想要从一个字节流中恢复一个Java对象。例如,有的时候我们想要
把一个Java对象写入到硬盘或者传输到网路上面的其它计算机,这时我们就需要自己去通过java把相应的对象写成转换成字节流。对于这种通用
的操作,我们为什么不使用统一的格式呢?没错,这里就出现了java的序列化的概念。在Java的OutputStream类下面的子类ObjectOutput-
Stream类就有对应的WriteObject(Object object) 其中要求对应的object实现了java的序列化的接口。
为了更好的理解java序列化的应用,我举两个自己在开发项目中遇到的例子:
1)在使用tomcat开发JavaEE相关项目的时候,我们关闭tomcat后,相应的session中的对象就存储在了硬盘上,如果我们想要在tomcat重启的
时候能够从tomcat上面读取对应session中的内容,那么保存在session中的内容就必须实现相关的序列化操作。
2)如果我们使用的java对象要在分布式中使用或者在rmi远程调用的网络中使用的话,那么相关的对象必须实现java序列化接口。
亲爱的小伙伴,大概你已经了解了java序列化相关的作用,接下来们来看看如何实现java的序列化吧。~
二.实现java对象的序列化和反序列化。
Java对象的序列化有两种方式。
a.是相应的对象实现了序列化接口Serializable,这个使用的比较多,对于序列化接口Serializable接口是一个空的接口,它的主要作用就是
标识这个对象时可序列化的,jre对象在传输对象的时候会进行相关的封装。这里就不做过多的介绍了。
下面是一个实现序列化接口的Java序列化的例子:非常简单
b.实现序列化的第二种方式为实现接口Externalizable,Externlizable的部分源代码如下:
没错,Externlizable接口继承了java的序列化接口,并增加了两个方法:
首先,我们在序列化对象的时候,由于这个类实现了Externalizable 接口,在writeExternal()方法里定义了哪些属性可以序列化,
哪些不可以序列化,所以,对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件,不能序列化的不处理,然后在反序列的时候自动调
用readExternal()方法,根据序列顺序挨个读取进行反序列,并自动封装成对象返回,然后在测试类接收,就完成了反序列。
所以说Exterinable的是Serializable的一个扩展。
为了更好的理解相关内容,请看下面的例子:
package com.xiaohao.test;import java.io.Externalizable;import java.io.FileInputStream;import java.io.FileNotFoundException;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.ObjectInput;import java.io.ObjectInputStream;import java.io.ObjectOutput;import java.io.ObjectOutputStream;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Date;/**
* 测试实体类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12
*/class Person implements Externalizable{ private static final long
serialVersionUID = 1L;
String userName;
String password;
String age; public Person(String userName, String password, String age) { super(); this.userName = userName; this.password = password; this.age = age;
} public Person() { super();
} public String getAge() { return age;
} public void setAge(String age) { this.age = age;
} public String getUserName() { return userName;
} public void setUserName(String userName) { this.userName = userName;
} public String getPassword() { return password;
} public void setPassword(String password) { this.password = password;
} /**
* 序列化操作的扩展类
*/
@Override
public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { //增加一个新的对象
Date date=new Date();
out.writeObject(userName);
out.writeObject(password);
out.writeObject(date);
} /**
* 反序列化的扩展类
*/
@Override
public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException,
ClassNotFoundException { //注意这里的接受顺序是有限制的哦,否则的话会出错的
// 例如上面先write的是A对象的话,那么下面先接受的也一定是A对象...
userName=(String) in.readObject();
password=(String) in.readObject();
SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date date=(Date)in.readObject();
System.out.println("反序列化后的日期为:"+sdf.format(date));
} @Override
public String toString() { //注意这里的年龄是不会被序列化的,所以在反序列化的时候是读取不到数据的
return "用户名:"+userName+"密 码:"+password+"年龄:"+age;
}
}/**
* 序列化和反序列化的相关操作类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12 Java学习交流QQ群:589809992 我们一起学Java!
*/class Operate{ /**
* 序列化方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
*/
public void serializable(Person person) throws FileNotFoundException, IOException{
ObjectOutputStream outputStream=new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("a.txt"));
outputStream.writeObject(person);
} /**
* 反序列化的方法
* @throws IOException
* @throws FileNotFoundException
* @throws ClassNotFoundException
*/
public Person deSerializable() throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException{
ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new FileInputStream("a.txt")); return (Person) ois.readObject();
}
}/**
* 测试实体主类
* @author 小浩
* @创建日期 2015-3-12
*/public class Test{
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException {
Operate operate=new Operate();
Person person=new Person("小浩","123456","20");
System.out.println("为序列化之前的相关数据如下:\n"+person.toString());
operate.serializable(person);
Person newPerson=operate.deSerializable();
System.out.println("-------------------------------------------------------");
System.out.println("序列化之后的相关数据如下:\n"+newPerson.toString());
}
}
首先,我们在序列化UserInfo对象的时候,由于这个类实现了Externalizable 接口,在writeExternal()方法里定义了哪些属性可
以序列化,哪些不可以序列化,所以,对象在经过这里就把规定能被序列化的序列化保存文件,不能序列化的不处理,然后在反序列
的时候自动调用readExternal()方法,根据序列顺序挨个读取进行反序列,并自动封装成对象返回,然后在测试类接收,就完成了反
序列。
对于实现Java的序列化接口需要注意一下几点:
1.java中的序列化时transient变量(这个关键字的作用就是告知JAVA我不可以被序列化)和静态变量不会被序列化(下面是一个测试的例子)
2.也是最应该注意的,如果你先序列化对象A后序列化B,那么在反序列化的时候一定记着JAVA规定先读到的对象是先被序列化的对象,不要先接收对象B,那样会报错.尤其在使用上面的Externalizable的时候一定要注意读取的先后顺序。
3.实现序列化接口的对象并不强制声明唯一的serialVersionUID,是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。我们来做个测试:
思路一
把User中的serialVersionUID去掉,序列化保存。反序列化的时候,增加或减少个字段,看是否成功。
Java代码
public class User implements Serializable{private String name; private int
age;private long phone;private List
...
}
保存到文件中:
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);os.writeObject(src);os.flush();os.close();byte[] b = bos.toByteArray();bos.close();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);fos.write(b);fos.close();
增加或者减少字段后,从文件中读出来,反序列化:
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);os.writeObject(src);os.flush();os.close();byte[] b = bos.toByteArray();bos.close();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);fos.write(b);fos.close();
结果:抛出异常信息
Java代码
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: serialize.obj.UserVo; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 3305402508581390189, local class serialVersionUID = 7174371419787432394 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:560)at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1582)
at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1495)
at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1731)
at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1328)
at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:350)
at serialize.obj.ObjectSerialize.read(ObjectSerialize.java:74)
at serialize.obj.ObjectSerialize.main(ObjectSerialize.java:27)
思路二
eclipse指定生成一个serialVersionUID,序列化保存,修改字段后反序列化
略去代码
结果:反序列化成功
结论
如果没有明确指定serialVersionUID,序列化的时候会根据字段和特定的算法生成一个serialVersionUID,当属性有变化时这个id发生了变化,所以反序列化的时候
就会失败。抛出“本地classd的唯一id和流中class的唯一id不匹配”。
jdk文档关于serialVersionUID的描述:
写道
如果可序列化类未显式声明 serialVersionUID,则序列化运行时将基于该类的各个方面计算该类的默认 serialVersionUID 值,如“Java(TM) 对象序列化规范”中所述。不过,强烈建议 所有可序列化类都显式声明 serialVersionUID 值,原因是计算默认的 serialVersionUID 对类的详细信息具有较高的敏感性,根据编译器实现的不同可能千差万别,这样在反序列化过程中可能会导致意外的 InvalidClassException。因此,为保证 serialVersionUID 值跨不同 java 编译器实现的一致性,序列化类必须声明一个明确的 serialVersionUID 值。还强烈建议使用 private 修饰符显示声明 serialVersionUID(如果可能),原因是这种声明仅应用于直接声明类 – serialVersionUID 字段作为继承成员没有用处。数组类不能声明一个明确的 serialVersionUID,因此它们总是具有默认的计算值,但是数组类没有匹配 serialVersionUID 值的要求。
三.实现序列化的其它方式 (这是一个扩展内容,感兴趣的可以扩展一下)
1)是把对象包装成JSON字符串传输。
这里采用JSON格式同时使用采用Google的gson-2.2.2.jar 进行转义
2)采用谷歌的ProtoBuf
随着Google工具protoBuf的开源,protobuf也是个不错的选择。对JSON,Object Serialize(Java的序列化和反序列化),ProtoBuf 做个对比。
定义一个通用的待传输的对象UserVo:
/**
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*/public class Userprivate static final long serialVersionUID = -5726374138698742258L;
{ private String name; private int age; private long phone; private
List
...set和get方法
}
初始化User的实例src:
Java代码
User user1 = new UserVo();user1 .setName("user1 ");
user1 .setAge(30);
user1 .setPhone(13789126278L);
UserVo f1 = new UserVo();
f1.setName("tmac");
f1.setAge(32);
f1.setPhone(123L);
User user2 = new User();
user2 .setName("user2 ");
user2 .setAge(29);
user2 .setPhone(123L);
List
friends.add(user1 );
friends.add(user2 );
user1 .setFriends(friends);
1.首先使用JOSN来实现序列化。
Java代码
Gson gson = new Gson();
String json = gson.toJson(src);
得到的字符串:
Js代码
{"name":"user1 ","age":30,"phone":123,"friends":[{"name":"user1 ","age":32,"phone":123},{"name":"user2 ","age":29,"phone":123}]}
字节数为153
Json的优点:明文结构一目了然,可以跨语言,属性的增加减少对解析端影响较小。缺点:字节数过多,依赖于不同的第三方类库。
Object Serialize(Java的序列化和反序列化)
UserVo实现Serializalbe接口,提供唯一的版本号:
序列化方法:
Java代码
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(bos);os.writeObject(src);os.flush();os.close();byte[] b = bos.toByteArray();bos.close();
字节数是238
反序列化:
Java代码
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);vo = (UserVo) ois.readObject();ois.close();fis.close();
Object Serializalbe 优点:java原生支持,不需要提供第三方的类库,使用比较简单。
缺点:无法跨语言,字节数占用比较大,某些情况下对于对象属性的变化比较敏感。
对象在进行序列化和反序列化的时候,必须实现Serializable接口,但并不强制声明唯一的serialVersionUID
是否声明serialVersionUID对于对象序列化的向上向下的兼容性有很大的影响。
Google ProtoBuf
protocol buffers 是google内部得一种传输协议,目前项目已经开源(http://code.google.com/p/protobuf/)。
它定义了一种紧凑得可扩展得二进制协议格式,适合网络传输,并且针对多个语言有不同得版本可供选择。
以protobuf-2.5.0rc1为例,准备工作:
下载源码,解压,编译,安装
Shell代码
tar zxvf protobuf-2.5.0rc1.tar.gz ./configure ./make ./make install
测试:
Shell代码
MacBook-Air:~ ming$ protoc --version libprotoc 2.5.0
安装成功!
进入源码得java目录,用mvn工具编译生成所需得jar包,protobuf-java-2.5.0rc1.jar
1、编写.proto文件,命名UserVo.proto
Text代码
package serialize;option java_package = "serialize";option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
}
2、在命令行利用protoc 工具生成builder类
Shell代码
protoc -IPATH=.proto文件所在得目录 –java_out=java文件的输出路径 .proto的名称
得到UserProtos类
3、编写序列化代码
Java代码
UserVoProtos.User.Builder builder = UserVoProtos.User.newBuilder();builder.setName("Yaoming"); builder.setAge(30);builder.setPhone(13789878978L);UserVoProtos.UserVo.Builder builder1 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();builder1.setName("tmac"); builder1.setAge(32); builder1.setPhone(138999898989L);UserVoProtos.UserVo.Builder builder2 = UserVoProtos.UserVo.newBuilder();builder2.setName("liuwei"); builder2.setAge(29); builder2.setPhone(138999899989L);builder.addFriends(builder1);builder.addFriends(builder2);UserVoProtos.UserVo vo = builder.build(); byte[] v = vo.toByteArray();
字节数53
反序列化
Java代码
UserVoProtos.UserVo uvo = UserVoProtos.UserVo.parseFrom(dstb);System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
结果:tmac,反序列化成功
google protobuf 优点:字节数很小,适合网络传输节省io,跨语言 。
缺点:需要依赖于工具生成代码。
工作机制
proto文件是对数据的一个描述,包括字段名称,类型,字节中的位置。protoc工具读取proto文件生成对应builder代码的类库。protoc xxxxx –java_out=xxxxxx 生成java类库。builder类根据自己的算法把数据序列化成字节流,或者把字节流根据反射的原理反序列化成对象。
proto文件中的字段类型和java中的对应关系:
字段属性的描述:
写道
required: a well-formed message must have exactly one of this field. optional: a well-formed message can have zero or one of this field (but not more than one). repeated: this field can be repeated any number of times (including zero) in a well-formed message. The order of the repeated values will be preserved.
protobuf 在序列化和反序列化的时候,是依赖于.proto文件生成的builder类完成,字段的变化如果不表现在.proto文件中就不会影响反序列化,比较适合字段变化的情况。
做个测试:把UserVo序列化到文件中:
Java代码
UserProtos.User vo = builder.build();byte[] v = vo.toByteArray();FileOutputStream fos = new FileOutputStream(dataFile);fos.write(vo.toByteArray());fos.close();
为User增加字段,对应的.proto文件:
Text代码
package serialize;option java_package = "serialize";option java_outer_classname="UserVoProtos";
message User{
optional string name = 1;
optional int32 age = 2;
optional int64 phone = 3;
repeated serialize.UserVo friends = 4;
optional string address = 5; }
从文件中反序列化回来:
Java代码
FileInputStream fis = new FileInputStream(dataFile);byte[] dstb = new
byte[fis.available()];for(int i=0;i
fis.close(); UserProtos.User uvo = UserProtos.User.parseFrom(dstb);
System.out.println(uvo.getFriends(0).getName());
成功得到结果。
三种方式对比传输同样的数据,google protobuf只有53个字节是最少的。结论:
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