Java基礎-數據序列化之序列化框架的使用

爲什麼要序列化？

現在開發過程中經常遇到多個進程多個服務間需要交互，或者不同語言的服務之間需要交互，這個時候，我們一般選擇使用固定的協議，將數據傳輸過去，但是在很多語言，比如java等jvm語言中，傳輸的數據是特有的類對象，而類對象僅僅在當前jvm是有效的，傳遞給別的jvm或者傳遞給別的語言的時候，是無法直接識別類對象的，那麼，我們需要多個服務之間交互或者不同語言交互，該怎麼辦？這個時候我們就需要通過固定的協議，傳輸固定的數據格式，而這個數據傳輸的協議稱之爲序列化，而定義了傳輸數據行爲的框架組件也稱之爲序列化組件(框架)。
序列化框架中會包含兩種操作，一種將對象或數據結構轉換爲特定格式（傳輸數據協議），我們稱之爲序列化；另一種是將特定格式轉換爲對象或數據結構的過程，我們稱之爲反序列化。

序列化的目的

• 使數據可以在網絡中傳輸，或者可存儲在內存或文件中。
• 使數據可以脫離應用程序而獨立存在。

序列化使用場景

不同服務間的交互，服務可以同語言也可以不同語言。

Java語言內置序列化

序列化的實現可以分爲文本序列化、語言內置序列化和跨語言序列化，本文主要講述Java語言內置序列化。
每種語言基本都會有實現的序列化框架，此序列化的方式我們稱之爲語言內置序列化，其優點是語言提供了序列化的框架（序列化協議，序列化和反序列化操作），方便使用，缺點是交互的應用程序必須是同一種語言。
下面將講述Java需要內置序列化框架的使用，Java序列化協議是字節序列（由jvm實現）。

序列化框架使用的核心

• 序列化接口（Serializable和Externalizable）

  需要序列化的類對象需要繼承此接口，只有當前接口修飾定義的類對象纔可以按照指定的方式傳輸對象。

• 序列化id-serialVersionUID

  用來作爲傳輸/讀取雙端進程（javaBean）的版本是否一致的，防止我們因爲版本不一致導致的序列化失敗。
  編譯器提供兩種序列化id的方式，一種是生成默認的versionID，這個值爲1L，還有一種方式是根據類名、接口名、成員方法及屬性等來生成一個 64 位的哈希字段，只要我們類名、方法名、變量有修改，或者有空格、註釋、換行等操作，計算出來的哈希字段都會不同，當然這裏需要注意，每次我們有以上的操作的時候儘量都要重新生成一次serialVerionUID(編譯器並不會給你自動修改)。
  默認固定值1L和64位哈希數值不需要自己計算，繼承了序列化接口的類，如果沒有序列化id字段，在類名下會顯示黃色的波浪線，鼠標放置在類名上，選擇需要的方式即可自動添加序列化id字段（如有變動，刪除後再根據提示添加即可）。

• 對象序列化和數據寫入操作（輸出流java.io.ObjectOutputStream）

  用於執行序列化操作，並將序列化後的數據寫入文件或進行傳輸。

• 數據讀取和對象反序列化操作（輸入流java.io.ObjectInputStream）

  用於執行反序列化操作，將文件或從網絡接收到的數據反序列化爲對象。

案例1-基礎序列化和反序列化Serializable

下面以序列化對象存儲入文件後，讀取文件再使用對象爲例，講解序列化框架的使用，此使用同序列化數據後進行傳輸，因爲無論是數據傳輸還是存取文件，都需要用到輸入和輸出流，只是獲取輸入輸出流的參數不一致。

Person類實現

public class Person implements Serializable {
	//64位哈希序列化ID
	private static final long serialVersionUID = 8247451571741032209L;
	private String name;
	private int age;
	private transient boolean isMan; // true=男，false=女

	public Person(String name, int age, boolean isMan) {
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.isMan = isMan;
	}

	public String getName() {
		return name;
	}

	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	public int getAge() {
		return age;
	}

	public void setAge(int age) {
		this.age = age;
	}

	public boolean isMan() {
		return isMan;
	}

	public void setMan(boolean isMan) {
		this.isMan = isMan;
	}
	
	/*此方法只是用於打印，與序列化無關*/
    public String toString() {
        return "Person{" + "name=" + name  + ",age = " + age+",isMan = " + isMan + "}";
    }

}

序列化操作

public static void writeObject() {
		try {
			// 0. 創建一個ObjectOutputStream輸出流
			ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
					new FileOutputStream("E:/object.txt"));
			// 1. 將對象序列化到文件s
			Person person = new Person("lilu", 18, true);
			oos.writeObject(person);
			System.out.println("Person對象已寫入object.txt文件");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

反序列化操作

public static void readObject() {
		try {
			// 0. 創建ObjectInputStream
			ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
					"E:/object.txt"));
			Person person1 = (Person) ois.readObject();
			System.out.println("讀取到的Person對象數據如下：");
			System.out.println(person1);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

main函數調用

public static void main(String[] args) {
		writeObject();
		readObject();
	}

運行結果

Java序列化使用的總結

• Java 序列化只是針對對象的屬性（對象的類名，變量的類型、變量的數據）的傳遞，至於方法和序列化過程無關。
• 類中的某個成員變量不需要序列化，使用transient聲明該字段。
• 類靜態變量（static修飾的變量）不會被序列化。
• 成員是引用的序列化，這個引用類型對應的類也必須是可序列化的。
• 序列化具有傳遞性-當一個父類實現了序列化，那麼子類會自動實現序列化，不需要顯示實現序列化接口，反過來，子類實現序列化，而父類沒有實現序列化則序列化會失敗。 同一對象序列化多次，不會多次序列化同一對象，而是不管進行多少次序列化操作，只會得到同一個對象。

擴展

• 自定義序列化，重寫writeObject 和 readObject
• 繼承接口Externalizable
• 序列化框架的源碼詳解
• 跨語言序列化的實現

參考鏈接

java序列化，看這篇就夠了！
詳解JAVA序列化
菜鳥教程-Java序列化