Java對象序列化學(xué)習(xí)筆記- -

beejoy 原創(chuàng)  來源：java研究組織

目前網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于對象序列化的文章不少，但是我發(fā)現(xiàn)詳細(xì)敘述用法和原理的文章太少。本人
把自己經(jīng)過經(jīng)驗總結(jié)和實際運用中的體會寫成的學(xué)習(xí)筆記貢獻(xiàn)給大家。希望能為整個java社
區(qū)的繁榮做一點事情。
 
序列化的過程就是對象寫入字節(jié)流和從字節(jié)流中讀取對象。將對象狀態(tài)轉(zhuǎn)換成字節(jié)流之后，
可以用java.io包中的各種字節(jié)流類將其保存到文件中，管道到另一線程中或通過網(wǎng)絡(luò)連接
將對象數(shù)據(jù)發(fā)送到另一主機(jī)。對象序列化功能非常簡單、強(qiáng)大，在RMI、Socket、JMS、EJB
都有應(yīng)用。對象序列化問題在網(wǎng)絡(luò)編程中并不是最激動人心的課題，但卻相當(dāng)重要，具有
許多實用意義。
一：對象序列化可以實現(xiàn)分布式對象。主要應(yīng)用例如：RMI要利用對象序列化運行遠(yuǎn)程主機(jī)
上的服務(wù)，就像在本地機(jī)上運行對象時一樣。
二：java對象序列化不僅保留一個對象的數(shù)據(jù)，而且遞歸保存對象引用的每個對象的數(shù)據(jù)。
可以將整個對象層次寫入字節(jié)流中，可以保存在文件中或在網(wǎng)絡(luò)連接上傳遞。利用對象序
列化可以進(jìn)行對象的"深復(fù)制"，即復(fù)制對象本身及引用的對象本身。序列化一個對象可能
得到整個對象序列。
 
從上面的敘述中，我們知道了對象序列化是java編程中的必備武器，那么讓我們從基礎(chǔ)開始
，好好學(xué)習(xí)一下它的機(jī)制和用法。

java序列化比較簡單，通常不需要編寫保存和恢復(fù)對象狀態(tài)的定制代碼。實現(xiàn)java.io.Seri
alizable接口的類對象可以轉(zhuǎn)換成字節(jié)流或從字節(jié)流恢復(fù)，不需要在類中增加任何代碼。只
有極少數(shù)情況下才需要定制代碼保存或恢復(fù)對象狀態(tài)。這里要注意：不是每個類都可序列化，
有些類是不能序列化的，例如涉及線程的類與特定JVM有非常復(fù)雜的關(guān)系。

序列化機(jī)制：

序列化分為兩大部分：序列化和反序列化。序列化是這個過程的第一部分，將數(shù)據(jù)分解成字
節(jié)流，以便存儲在文件中或在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。反序列化就是打開字節(jié)流并重構(gòu)對象。對象序列
化不僅要將基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成字節(jié)表示，有時還要恢復(fù)數(shù)據(jù)。恢復(fù)數(shù)據(jù)要求有恢復(fù)數(shù)據(jù)的
對象實例。ObjectOutputStream中的序列化過程與字節(jié)流連接，包括對象類型和版本信息。
反序列化時，JVM用頭信息生成對象實例，然后將對象字節(jié)流中的數(shù)據(jù)復(fù)制到對象數(shù)據(jù)成員中。
下面我們分兩大部分來闡述：

處理對象流：
（序列化過程和反序列化過程）

java.io包有兩個序列化對象的類。ObjectOutputStream負(fù)責(zé)將對象寫入字節(jié)流，ObjectInp
utStream從字節(jié)流重構(gòu)對象。
    我們先了解ObjectOutputStream類吧。ObjectOutputStream類擴(kuò)展DataOutput接口。
writeObject()方法是最重要的方法，用于對象序列化。如果對象包含其他對象的引用，則
writeObject()方法遞歸序列化這些對象。每個ObjectOutputStream維護(hù)序列化的對象引用表，
防止發(fā)送同一對象的多個拷貝。（這點很重要）由于writeObject()可以序列化整組交叉引用的
對象，因此同一ObjectOutputStream實例可能不小心被請求序列化同一對象。這時，進(jìn)行反引用
序列化，而不是再次寫入對象字節(jié)流。
下面，讓我們從例子中來了解ObjectOutputStream這個類吧。

// 序列化 today's date 到一個文件中.
    FileOutputStream f = new FileOutputStream("tmp");
    ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
    s.writeObject("Today");
    s.writeObject(new Date());
    s.flush();

 
現(xiàn)在，讓我們來了解ObjectInputStream這個類。它與ObjectOutputStream相似。它擴(kuò)展Dat
aInput接口。ObjectInputStream中的方法鏡像DataInputStream中讀取Java基本數(shù)據(jù)類型的
公開方法。readObject()方法從字節(jié)流中反序列化對象。每次調(diào)用readObject()方法都返回
流中下一個Object。對象字節(jié)流并不傳輸類的字節(jié)碼，而是包括類名及其簽名。readObject()
收到對象時，JVM裝入頭中指定的類。如果找不到這個類，則readObject()拋出
ClassNotFoundException,如果需要傳輸對象數(shù)據(jù)和字節(jié)碼，則可以用RMI框架。
ObjectInputStream的其余方法用于定制反序列化過程。
例子如下：

//從文件中反序列化 string 對象和 date 對象
    FileInputStream in = new FileInputStream("tmp");
    ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in);
    String today = (String)s.readObject();
    Date date = (Date)s.readObject();

定制序列化過程:

序列化通常可以自動完成，但有時可能要對這個過程進(jìn)行控制。java可以將類聲明為serial
izable，但仍可手工控制聲明為static或transient的數(shù)據(jù)成員。
例子：一個非常簡單的序列化類。

public class simpleSerializableClass implements Serializable{
    String sToday="Today:";
    transient Date dtToday=new Date();
}

序列化時，類的所有數(shù)據(jù)成員應(yīng)可序列化除了聲明為transient或static的成員。將變量聲
明為transient告訴JVM我們會負(fù)責(zé)將變元序列化。將數(shù)據(jù)成員聲明為transient后，序列化
過程就無法將其加進(jìn)對象字節(jié)流中，沒有從transient數(shù)據(jù)成員發(fā)送的數(shù)據(jù)。后面數(shù)據(jù)反序
列化時，要重建數(shù)據(jù)成員（因為它是類定義的一部分），但不包含任何數(shù)據(jù)，因為這個數(shù)據(jù)
成員不向流中寫入任何數(shù)據(jù)。記住，對象流不序列化static或transient。我們的類要用
writeObject()與readObject()方法以處理這些數(shù)據(jù)成員。使用writeObject()與readObject()
方法時，還要注意按寫入的順序讀取這些數(shù)據(jù)成員。
關(guān)于如何使用定制序列化的部分代碼如下：

//重寫writeObject()方法以便處理transient的成員。
public void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException{
    outputStream.defaultWriteObject();//使定制的writeObject()方法可以
                        利用自動序列化中內(nèi)置的邏輯。
    outputStream.writeObject(oSocket.getInetAddress());
    outputStream.writeInt(oSocket.getPort());
}
//重寫readObject()方法以便接收transient的成員。
private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws
IOException,ClassNotFoundException{
    inputStream.defaultReadObject();//defaultReadObject()補(bǔ)充自動序列化
    InetAddress oAddress=(InetAddress)inputStream.readObject();
    int iPort =inputStream.readInt();
    oSocket = new Socket(oAddress,iPort);
    iID=getID();
    dtToday =new Date();
}

完全定制序列化過程:

如果一個類要完全負(fù)責(zé)自己的序列化，則實現(xiàn)Externalizable接口而不是Serializable接口
。Externalizable接口定義包括兩個方法writeExternal()與readExternal()。利用這些方
法可以控制對象數(shù)據(jù)成員如何寫入字節(jié)流.類實現(xiàn)Externalizable時，頭寫入對象流中，
然后類完全負(fù)責(zé)序列化和恢復(fù)數(shù)據(jù)成員，除了頭以外，根本沒有自動序列化。這里要注意了。
聲明類實現(xiàn)Externalizable接口會有重大的安全風(fēng)險。writeExternal()與readExternal()
方法聲明為public，惡意類可以用這些方法讀取和寫入對象數(shù)據(jù)。如果對象包含敏感信息，
則要格外小心。這包括使用安全套接或加密整個字節(jié)流。到此為至，我們學(xué)習(xí)了序列化的
基礎(chǔ)部分知識。關(guān)于序列化的高級教程，以后再述。