java对象序列化-温故知新

目前网络上关于对象序列化的文章不少,但是我发现详细叙述用法和原理的文章太少。本人把自己经过经验总结和实际运用中的体会.

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。

1.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。
2.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。

1.// 序列化 today’s date 到一个文件中.
2.    FileOutputStream f = new FileOutputStream(“tmp”);
3.    ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
4.    s.writeObject(“Today”);
5.    s.writeObject(new Date());
6.    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:

1.//从文件中反序列化 string 对象和 date 对象
2.    FileInputStream in = new FileInputStream(“tmp”);
3.    ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);
4.    String today = (String)s.readObject();
5.    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。

1.public class simpleSerializableClass implements Serializable{
2.    String sToday=”Today:”;
3.    transient Date dtToday=new Date();
4.}

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:

1.//重写writeObject()方法以便处理transient的成员。
2.public void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException{
3.    outputStream.defaultWriteObject();//使定制的writeObject()方法可以
4.                        利用自动序列化中内置的逻辑。
5.    outputStream.writeObject(oSocket.getInetAddress());
6.    outputStream.writeInt(oSocket.getPort());
7.}
8.//重写readObject()方法以便接收transient的成员。
9.private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws IOException,ClassNotFoundException{
10.    inputStream.defaultReadObject();//defaultReadObject()补充自动序列化
11.    InetAddress oAddress=(InetAddress)inputStream.readObject();
12.    int iPort =inputStream.readInt();
13.    oSocket = new Socket(oAddress,iPort);
14.    iID=getID();
15.    dtToday =new Date();
16.}
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。关于序列化的高级教程,以后再述。

序列化是什么:
序列化就是将一个对象的状态(各个属性量)保存起来,然后在适当的时候再获得。
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
序列化的什么特点:
如果某个类能够被序列化,其子类也可以被序列化。声明为static和transient类型的成员数据不能被序列化。因为static代表类的状态, transient代表对象的临时数据。
什么时候使用序列化:
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。

关于transient(这个我还真不知道啊- -) :

transient
  Java语言的关键字,用来表示一个域不是该对象串行化的一部分。当一个对象被串行化的时候,transient型变量的值不包括在串行化的表示中,然而非transient型的变量是被包括进去的
class A implements Serializable {
 private String name;
 transient private String address;
}
那么你在串行化(IO流等)A类时 给它的name和address属性赋值,那么你在提取A时,拿到了name属性,但是却拿不到address属性。

以下这个类是可序列化的,即可以将该类的对象保存或在网络中传递。
Java代码
import java.io.Serializable;

/**
* @author yiditushe
*
*/
public class UserInfo implements Serializable {

private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
UserInfo.age = age;
}

import java.io.Serializable;

/**
* @author yiditushe
*
*/
public class UserInfo implements Serializable {

private String name;
private int age;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
UserInfo.age = age;
}
下面演示通过HTTP连接传递该对象:
Java代码
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

/**
* @author yiditushe
*
*/
public class Client {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
UserInfo info = new UserInfo();
info.setName(“yiditushe”);
info.setAge(25);

URL url = null;
HttpURLConnection conn = null;
try {
url = new URL(“http://localhost:8080/testServlet”);
conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setDoOutput(true);

ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(conn.getOutputStream());
//向http输出流中写入info对象
outputStream.writeObject(info);

outputStream.close();

} catch (MalformedURLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} finally {
conn.disconnect();
}
}
}

import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

/**
* @author yiditushe
*
*/
public class Client {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
UserInfo info = new UserInfo();
info.setName(“yiditushe”);
info.setAge(25);

URL url = null;
HttpURLConnection conn = null;
try {
url = new URL(“http://localhost:8080/testServlet”);
conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setDoOutput(true);

ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(conn.getOutputStream());
//向http输出流中写入info对象
outputStream.writeObject(info);

outputStream.close();

} catch (MalformedURLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} finally {
conn.disconnect();
}

}

}

Java代码
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
* @author yiditushe
*
*/
public class TestServlet extends HttpServlet {

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp)
throws ServletException, IOException {
// TODO Auto-generated method stub

//构造对象输入流
ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(req.getInputStream());
//从输入流中读取对象
try {
UserInfo info = (UserInfo)inputStream.readObject();
System.out.println(“info.getName()=” + info.getName());
System.out.println(“info.getAge()=” + info.getAge());
} catch (ClassNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}

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