默認的序列化機制并不難操縱。然而,假若有特殊要求又該怎么辦呢?我們可能有特殊的安全問題,不希望對象的某一部分序列化;或者某一個子對象完全不必序列化,因為對象恢復以后,那一部分需要重新創建。
此時,通過實現Externalizable接口,用它代替Serializable接口,便可控制序列化的具體過程。這個Externalizable接口擴展了Serializable,并增添了兩個方法:writeExternal()和readExternal()。在序列化和重新裝配的過程中,會自動調用這兩個方法,以便我們執行一些特殊操作。
下面這個例子展示了Externalizable接口方法的簡單應用。注意Blip1和Blip2幾乎完全一致,除了極微小的差別(自己研究一下代碼,看看是否能發現):
//: Blips.java
// Simple use of Externalizable & a pitfall
import java.io.*;
import java.util.*;


class Blip1 implements Externalizable
{

public Blip1()
{
System.out.println("Blip1 Constructor");
}
public void writeExternal(ObjectOutput out)

throws IOException
{
System.out.println("Blip1.writeExternal");
}
public void readExternal(ObjectInput in)

throws IOException, ClassNotFoundException
{
System.out.println("Blip1.readExternal");
}
}


class Blip2 implements Externalizable
{

Blip2()
{
System.out.println("Blip2 Constructor");
}
public void writeExternal(ObjectOutput out)

throws IOException
{
System.out.println("Blip2.writeExternal");
}
public void readExternal(ObjectInput in)

throws IOException, ClassNotFoundException
{
System.out.println("Blip2.readExternal");
}
}


public class Blips
{

public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Constructing objects:");
Blip1 b1 = new Blip1();
Blip2 b2 = new Blip2();

try
{
ObjectOutputStream o =
new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("Blips.out"));
System.out.println("Saving objects:");
o.writeObject(b1);
o.writeObject(b2);
o.close();
// Now get them back:
ObjectInputStream in =
new ObjectInputStream(
new FileInputStream("Blips.out"));
System.out.println("Recovering b1:");
b1 = (Blip1)in.readObject();
// OOPS! Throws an exception:
//! System.out.println("Recovering b2:");
//! b2 = (Blip2)in.readObject();

} catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
} ///:~


該程序輸出如下:
Constructing objects:
Blip1 Constructor
Blip2 Constructor
Saving objects:
Blip1.writeExternal
Blip2.writeExternal
Recovering b1:
Blip1 Constructor
Blip1.readExternal
未恢復Blip2對象的原因是那樣做會導致一個違例。你找出了Blip1和Blip2之間的區別嗎?Blip1的構建器是“公共的”(public),Blip2的構建器則不然,這樣便會在恢復時造成違例。試試將Blip2的構建器屬性變成“public”,然后刪除//!注釋標記,看看是否能得到正確的結果。
恢復b1后,會調用Blip1默認構建器。這與恢復一個Serializable(可序列化)對象不同。在后者的情況下,對象完全以它保存下來的二進制位為基礎恢復,不存在構建器調用。而對一個Externalizable對象,所有普通的默認構建行為都會發生(包括在字段定義時的初始化),而且會調用readExternal()。必須注意這一事實——特別注意所有默認的構建行為都會進行——否則很難在自己的Externalizable對象中產生正確的行為。
下面這個例子揭示了保存和恢復一個Externalizable對象必須做的全部事情:
//: Blip3.java
// Reconstructing an externalizable object
import java.io.*;
import java.util.*;


class Blip3 implements Externalizable
{
int i;
String s; // No initialization

public Blip3()
{
System.out.println("Blip3 Constructor");
// s, i not initialized
}

public Blip3(String x, int a)
{
System.out.println("Blip3(String x, int a)");
s = x;
i = a;
// s & i initialized only in non-default
// constructor.
}

public String toString()
{ return s + i; }
public void writeExternal(ObjectOutput out)

throws IOException
{
System.out.println("Blip3.writeExternal");
// You must do this:
out.writeObject(s); out.writeInt(i);
}
public void readExternal(ObjectInput in)

throws IOException, ClassNotFoundException
{
System.out.println("Blip3.readExternal");
// You must do this:
s = (String)in.readObject();
i =in.readInt();
}

public static void main(String[] args)
{
System.out.println("Constructing objects:");
Blip3 b3 = new Blip3("A String ", 47);
System.out.println(b3.toString());

try
{
ObjectOutputStream o =
new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("Blip3.out"));
System.out.println("Saving object:");
o.writeObject(b3);
o.close();
// Now get it back:
ObjectInputStream in =
new ObjectInputStream(
new FileInputStream("Blip3.out"));
System.out.println("Recovering b3:");
b3 = (Blip3)in.readObject();
System.out.println(b3.toString());

} catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
} ///:~

其中,字段s和i只在第二個構建器中初始化,不關默認構建器的事。這意味著假如不在readExternal中初始化s和i,它們就會成為null(因為在對象創建的第一步中已將對象的存儲空間清除為1)。若注釋掉跟隨于“You must do this”后面的兩行代碼,并運行程序,就會發現當對象恢復以后,s是null,而i是零。
若從一個Externalizable對象繼承,通常需要調用writeExternal()和readExternal()的基礎類版本,以便正確地保存和恢復基礎類組件。
所以為了讓一切正常運作起來,千萬不可僅在writeExternal()方法執行期間寫入對象的重要數據(沒有默認的行為可用來為一個Externalizable對象寫入所有成員對象)的,而是必須在readExternal()方法中也恢復那些數據。初次操作時可能會有些不習慣,因為Externalizable對象的默認構建行為使其看起來似乎正在進行某種存儲與恢復操作。但實情并非如此。
1. transient(臨時)關鍵字
控制序列化過程時,可能有一個特定的子對象不愿讓Java的序列化機制自動保存與恢復。一般地,若那個子對象包含了不想序列化的敏感信息(如密碼),就會面臨這種情況。即使那種信息在對象中具有“private”(私有)屬性,但一旦經序列化處理,人們就可以通過讀取一個文件,或者攔截網絡傳輸得到它。
為防止對象的敏感部分被序列化,一個辦法是將自己的類實現為Externalizable,就象前面展示的那樣。這樣一來,沒有任何東西可以自動序列化,只能在writeExternal()明確序列化那些需要的部分。
然而,若操作的是一個Serializable對象,所有序列化操作都會自動進行。為解決這個問題,可以用transient(臨時)逐個字段地關閉序列化,它的意思是“不要麻煩你(指自動機制)保存或恢復它了——我會自己處理的”。
例如,假設一個Login對象包含了與一個特定的登錄會話有關的信息。校驗登錄的合法性時,一般都想將數據保存下來,但不包括密碼。為做到這一點,最簡單的辦法是實現Serializable,并將password字段設為transient。下面是具體的代碼:
//: Logon.java
// Demonstrates the "transient" keyword
import java.io.*;
import java.util.*;


class Logon implements Serializable
{
private Date date = new Date();
private String username;
private transient String password;

Logon(String name, String pwd)
{
username = name;
password = pwd;
}

public String toString()
{
String pwd =
(password == null) ? "(n/a)" : password;
return "logon info: \n " +
"username: " + username +
"\n date: " + date.toString() +
"\n password: " + pwd;
}

public static void main(String[] args)
{
Logon a = new Logon("Hulk", "myLittlePony");
System.out.println( "logon a = " + a);

try
{
ObjectOutputStream o =
new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("Logon.out"));
o.writeObject(a);
o.close();
// Delay:
int seconds = 5;
long t = System.currentTimeMillis()
+ seconds * 1000;
while(System.currentTimeMillis() < t)
;
// Now get them back:
ObjectInputStream in =
new ObjectInputStream(
new FileInputStream("Logon.out"));
System.out.println(
"Recovering object at " + new Date());
a = (Logon)in.readObject();
System.out.println( "logon a = " + a);

} catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
} ///:~

可以看到,其中的date和username字段保持原始狀態(未設成transient),所以會自動序列化。然而,password被設為transient,所以不會自動保存到磁盤;另外,自動序列化機制也不會作恢復它的嘗試。輸出如下:
logon a = logon info:
username: Hulk
date: Sun Mar 23 18:25:53 PST 1997
password: myLittlePony
Recovering object at Sun Mar 23 18:25:59 PST 1997
logon a = logon info:
username: Hulk
date: Sun Mar 23 18:25:53 PST 1997
password: (n/a)一旦對象恢復成原來的樣子,password字段就會變成null。注意必須用toString()檢查password是否為null,因為若用過載的“+”運算符來裝配一個String對象,而且那個運算符遇到一個null句柄,就會造成一個名為NullPointerException的違例(新版Java可能會提供避免這個問題的代碼)。
我們也發現date字段被保存到磁盤,并從磁盤恢復,沒有重新生成。
由于Externalizable對象默認時不保存它的任何字段,所以transient關鍵字只能伴隨Serializable使用。
2. Externalizable的替代方法
若不是特別在意要實現Externalizable接口,還有另一種方法可供選用。我們可以實現Serializable接口,并添加(注意是“添加”,而非“覆蓋”或者“實現”)名為writeObject()和readObject()的方法。一旦對象被序列化或者重新裝配,就會分別調用那兩個方法。也就是說,只要提供了這兩個方法,就會優先使用它們,而不考慮默認的序列化機制。
這些方法必須含有下列準確的簽名:
private void
writeObject(ObjectOutputStream stream)
throws IOException;
private void
readObject(ObjectInputStream stream)
throws IOException, ClassNotFoundException從設計的角度出發,情況變得有些撲朔迷離。首先,大家可能認為這些方法不屬于基礎類或者Serializable接口的一部分,它們應該在自己的接口中得到定義。但請注意它們被定義成“private”,這意味著它們只能由這個類的其他成員調用。然而,我們實際并不從這個類的其他成員中調用它們,而是由ObjectOutputStream和ObjectInputStream的writeObject()及readObject()方法來調用我們對象的writeObject()和readObject()方法(注意我在這里用了很大的抑制力來避免使用相同的方法名——因為怕混淆)。大家可能奇怪ObjectOutputStream和ObjectInputStream如何有權訪問我們的類的private方法——只能認為這是序列化機制玩的一個把戲。
在任何情況下,接口中的定義的任何東西都會自動具有public屬性,所以假若writeObject()和readObject()必須為private,那么它們不能成為接口(interface)的一部分。但由于我們準確地加上了簽名,所以最終的效果實際與實現一個接口是相同的。
看起來似乎我們調用ObjectOutputStream.writeObject()的時候,我們傳遞給它的Serializable對象似乎會被檢查是否實現了自己的writeObject()。若答案是肯定的是,便會跳過常規的序列化過程,并調用writeObject()。readObject()也會遇到同樣的情況。
還存在另一個問題。在我們的writeObject()內部,可以調用defaultWriteObject(),從而決定采取默認的writeObject()行動。類似地,在readObject()內部,可以調用defaultReadObject()。下面這個簡單的例子演示了如何對一個Serializable對象的存儲與恢復進行控制:
//: SerialCtl.java
// Controlling serialization by adding your own
// writeObject() and readObject() methods.
import java.io.*;


public class SerialCtl implements Serializable
{
String a;
transient String b;

public SerialCtl(String aa, String bb)
{
a = "Not Transient: " + aa;
b = "Transient: " + bb;
}

public String toString()
{
return a + "\n" + b;
}
private void
writeObject(ObjectOutputStream stream)

throws IOException
{
stream.defaultWriteObject();
stream.writeObject(b);
}
private void
readObject(ObjectInputStream stream)

throws IOException, ClassNotFoundException
{
stream.defaultReadObject();
b = (String)stream.readObject();
}

public static void main(String[] args)
{
SerialCtl sc =
new SerialCtl("Test1", "Test2");
System.out.println("Before:\n" + sc);
ByteArrayOutputStream buf =
new ByteArrayOutputStream();

try
{
ObjectOutputStream o =
new ObjectOutputStream(buf);
o.writeObject(sc);
// Now get it back:
ObjectInputStream in =
new ObjectInputStream(
new ByteArrayInputStream(
buf.toByteArray()));
SerialCtl sc2 = (SerialCtl)in.readObject();
System.out.println("After:\n" + sc2);

} catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
} ///:~

在這個例子中,一個String保持原始狀態,其他設為transient(臨時),以便證明非臨時字段會被defaultWriteObject()方法自動保存,而transient字段必須在程序中明確保存和恢復。字段是在構建器內部初始化的,而不是在定義的時候,這證明了它們不會在重新裝配的時候被某些自動化機制初始化。
若準備通過默認機制寫入對象的非transient部分,那么必須調用defaultWriteObject(),令其作為writeObject()中的第一個操作;并調用defaultReadObject(),令其作為readObject()的第一個操作。這些都是不常見的調用方法。舉個例子來說,當我們為一個ObjectOutputStream調用defaultWriteObject()的時候,而且沒有為其傳遞參數,就需要采取這種操作,使其知道對象的句柄以及如何寫入所有非transient的部分。這種做法非常不便。
transient對象的存儲與恢復采用了我們更熟悉的代碼。現在考慮一下會發生一些什么事情。在main()中會創建一個SerialCtl對象,隨后會序列化到一個ObjectOutputStream里(注意這種情況下使用的是一個緩沖區,而非文件——與ObjectOutputStream完全一致)。正式的序列化操作是在下面這行代碼里發生的:
o.writeObject(sc);
其中,writeObject()方法必須核查sc,判斷它是否有自己的writeObject()方法(不是檢查它的接口——它根本就沒有,也不是檢查類的類型,而是利用反射方法實際搜索方法)。若答案是肯定的,就使用那個方法。類似的情況也會在readObject()上發生。或許這是解決問題唯一實際的方法,但確實顯得有些古怪。
3. 版本問題
有時候可能想改變一個可序列化的類的版本(比如原始類的對象可能保存在數據庫中)。盡管這種做法得到了支持,但一般只應在非常特殊的情況下才用它。此外,它要求操作者對背后的原理有一個比較深的認識,而我們在這里還不想達到這種深度。JDK 1.1的HTML文檔對這一主題進行了非常全面的論述(可從Sun公司下載,但可能也成了Java開發包聯機文檔的一部分)。