Java对象序列化将那些实现了Serializable接口的对象转换成一个字节序列,并能够以后将这个字节序列完全恢复为原来的对象。利用对象的序列化,可以实现轻量级持久性,这意味着一个对象的生存周期并不取决于程序是否正在执行,它可以生存于程序的调用之间。通过将一个序列化对象写入磁盘,然后在重新调用程序时恢复该对象,就能够实现持久性的效果。JDO、Hibernate等中间件为我们提供了更规范、完善的持久化机制,这里所述只是最基本的基于文件I/O的持久化。
对象序列化主要是为了支持两种主要的特性,一是Java远程方法调用(RMI),另外一个是序列化Java Beans。
1. 实现了Serializable接口的对象的序列化
要序列化一个对象,首先要创建OutputStream对象,然后将其封装在一个ObjectOutputStream对象内。此时,调用writeObject()方法将对象序列化并发送给OutputStream。在反序列化时,需要将一个InputStream封装在ObjectInputStream内,然后调用readObject(),得到的结果是一个Object对象,需要进行转型得到最后所需的对象。需要注意的是,在对一个Serializable对象进行反序列化的过程中,没有调用任何构造器,包括缺省的构造器,整个对象都是通过从InputStream中取得数据恢复过来的。对象序列化是面向字节的,因此采用InputStream和OutputStream层次结构。
2. 实现了Externalizable接口的对象的序列化
Externalizable接口继承了Serializable接口,同时添加了writeExternal()和readExternal(),它们在序列化和反序列化过程中会被自动调用。出于安全的考虑,可以将需要序列化的对象在上述方法中显式处理,否则不用在上述两个方法内考虑。注意,对于实现了Serializable接口的对象,对象完全以它存储的二进制位为基础来构造,不调用构造器。而对于一个Externalizable对象,所有普通的缺省构造器都会被调用,然后调用readExternal()。
3. transient关键字
在某些情况下,有些特定的子对象不希望Java序列化机制自动保存与恢复,即使对象中的这些信息是private的,经过序列化处理,就可以通过读取文件或者拦截网络传输的方式来访问到它。实现了Externalizable接口的对象的writeExternal()方法可以对需要的对象进行显式的序列化,但是如果我们操作的是一个实现了Serializable接口的对象,就只能用transient关键字逐个字段的关闭序列化,只需要在字段定义前加上该关键字即可。
4. 实现了Serializable接口的同时,提供两个方法
private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException
private void readObject(ObjectInputStream stream)
throws IOException, ClassNotFoundException
这种方法使用起来比较混乱,仅仅提供了这样的一种功能,绝大多数情况下,使用前面三种方法就能满足需求。
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。
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。
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。
// 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();
}
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