java序列化，看这篇就够了

1、serializable2、externalizable：强制自定义序列化三、序列化版本号serialversionuid

一、序列化的含义、意义及使用场景

• 序列化：将对象写入到io流中
• 反序列化：从io流中恢复对象
• 意义：序列化机制允许将实现序列化的java对象转换位字节序列，这些字节序列可以保存在磁盘上，或通过网络传输，以达到以后恢复成原来的对象。序列化机制使得对象可以脱离程序的运行而独立存在。
• 使用场景：所有可在网络上传输的对象都必须是可序列化的，比如rmi（remote method invoke,即远程方法调用），传入的参数或返回的对象都是可序列化的，否则会出错；所有需要保存到磁盘的java对象都必须是可序列化的。通常建议：程序创建的每个javabean类都实现serializeable接口。

二、序列化实现的方式

如果需要将某个对象保存到磁盘上或者通过网络传输，那么这个类应该实现serializable接口或者externalizable接口之一。

1、serializable

1.1 普通序列化

serializable接口是一个标记接口，不用实现任何方法。一旦实现了此接口，该类的对象就是可序列化的。

1. 序列化步骤：

• 步骤一：创建一个objectoutputstream输出流；

• 步骤二：调用objectoutputstream对象的writeobject输出可序列化对象。

  public class person implements serializable {
    private string name;
    private int age;
    //我不提供无参构造器
    public person(string name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
  
    @override
    public string tostring() {
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
  }
  
  public class writeobject {
    public static void main(string[] args) {
        try (//创建一个objectoutputstream输出流
             objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("object.txt"))) {
            //将对象序列化到文件s
            person person = new person("9龙", 23);
            oos.writeobject(person);
        } catch (exception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
  }
  

1. 反序列化步骤：

• 步骤一：创建一个objectinputstream输入流；

• 步骤二：调用objectinputstream对象的readobject()得到序列化的对象。

  我们将上面序列化到person.txt的person对象反序列化回来

  public class person implements serializable {
    private string name;
    private int age;
    //我不提供无参构造器
    public person(string name, int age) {
        system.out.println("反序列化，你调用我了吗？");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
  
    @override
    public string tostring() {
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
  }
  
  public class readobject {
    public static void main(string[] args) {
        try (//创建一个objectinputstream输入流
             objectinputstream ois = new objectinputstream(new fileinputstream("person.txt"))) {
            person brady = (person) ois.readobject();
            system.out.println(brady);
        } catch (exception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
  }
  //输出结果
  //person{name='9龙', age=23}
  

  waht???? 输出告诉我们，反序列化并不会调用构造方法。反序列的对象是由jvm自己生成的对象，不通过构造方法生成。

1.2 成员是引用的序列化

如果一个可序列化的类的成员不是基本类型，也不是string类型，那这个引用类型也必须是可序列化的；否则，会导致此类不能序列化。

看例子，我们新增一个teacher类。将person去掉实现serializable接口代码。

public class person{
    //省略相关属性与方法
}
public class teacher implements serializable {

    private string name;
    private person person;

    public teacher(string name, person person) {
        this.name = name;
        this.person = person;
    }

     public static void main(string[] args) throws exception {
        try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("teacher.txt"))) {
            person person = new person("路飞", 20);
            teacher teacher = new teacher("雷利", person);
            oos.writeobject(teacher);
        }
    }
}

我们看到程序直接报错，因为person类的对象是不可序列化的，这导致了teacher的对象不可序列化

1.3 同一对象序列化多次的机制

同一对象序列化多次，会将这个对象序列化多次吗？答案是否定的。

public class writeteacher {
    public static void main(string[] args) throws exception {
        try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("teacher.txt"))) {
            person person = new person("路飞", 20);
            teacher t1 = new teacher("雷利", person);
            teacher t2 = new teacher("红发香克斯", person);
            //依次将4个对象写入输入流
            oos.writeobject(t1);
            oos.writeobject(t2);
            oos.writeobject(person);
            oos.writeobject(t2);
        }
    }
}

依次将t1、t2、person、t2对象序列化到文件teacher.txt文件中。

注意：反序列化的顺序与序列化时的顺序一致。

public class readteacher {
    public static void main(string[] args) {
        try (objectinputstream ois = new objectinputstream(new fileinputstream("teacher.txt"))) {
            teacher t1 = (teacher) ois.readobject();
            teacher t2 = (teacher) ois.readobject();
            person p = (person) ois.readobject();
            teacher t3 = (teacher) ois.readobject();
            system.out.println(t1 == t2);
            system.out.println(t1.getperson() == p);
            system.out.println(t2.getperson() == p);
            system.out.println(t2 == t3);
            system.out.println(t1.getperson() == t2.getperson());
        } catch (exception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
}
//输出结果
//false
//true
//true
//true
//true

从输出结果可以看出，java序列化同一对象，并不会将此对象序列化多次得到多个对象。

• java序列化算法

1. 所有保存到磁盘的对象都有一个序列化编码号

2. 当程序试图序列化一个对象时，会先检查此对象是否已经序列化过，只有此对象从未（在此虚拟机）被序列化过，才会将此对象序列化为字节序列输出。

3. 如果此对象已经序列化过，则直接输出编号即可。

   图示上述序列化过程。

1.4 java序列化算法潜在的问题

由于java序利化算法不会重复序列化同一个对象，只会记录已序列化对象的编号。如果序列化一个可变对象（对象内的内容可更改）后，更改了对象内容，再次序列化，并不会再次将此对象转换为字节序列，而只是保存序列化编号。

public class writeobject {
    public static void main(string[] args) {
        try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("person.txt"));
             objectinputstream ios = new objectinputstream(new fileinputstream("person.txt"))) {
            //第一次序列化person
            person person = new person("9龙", 23);
            oos.writeobject(person);
            system.out.println(person);

            //修改name
            person.setname("海贼王");
            system.out.println(person);
            //第二次序列化person
            oos.writeobject(person);

            //依次反序列化出p1、p2
            person p1 = (person) ios.readobject();
            person p2 = (person) ios.readobject();
            system.out.println(p1 == p2);
            system.out.println(p1.getname().equals(p2.getname()));
        } catch (exception e) {
            e.printstacktrace();
        }
    }
}
//输出结果
//person{name='9龙', age=23}
//person{name='海贼王', age=23}
//true
//true

1.5 可选的自定义序列化

1. 有些时候，我们有这样的需求，某些属性不需要序列化。使用transient关键字选择不需要序列化的字段。

   public class person implements serializable {
      //不需要序列化名字与年龄
      private transient string name;
      private transient int age;
      private int height;
      private transient boolean singlehood;
      public person(string name, int age) {
          this.name = name;
          this.age = age;
      }
      //省略get,set方法
   }
   
   public class transienttest {
      public static void main(string[] args) throws exception {
          try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("person.txt"));
               objectinputstream ios = new objectinputstream(new fileinputstream("person.txt"))) {
              person person = new person("9龙", 23);
              person.setheight(185);
              system.out.println(person);
              oos.writeobject(person);
              person p1 = (person)ios.readobject();
              system.out.println(p1);
          }
      }
   }
   //输出结果
   //person{name='9龙', age=23', singlehood=true', height=185cm}
   //person{name='null', age=0', singlehood=false', height=185cm}
   

   从输出我们看到，使用transient修饰的属性，java序列化时，会忽略掉此字段，所以反序列化出的对象，被transient修饰的属性是默认值。对于引用类型，值是null；基本类型，值是0；boolean类型，值是false。

2. 使用transient虽然简单，但将此属性完全隔离在了序列化之外。java提供了可选的自定义序列化。可以进行控制序列化的方式，或者对序列化数据进行编码加密等。

   private void writeobject(java.io.objectoutputstream out) throws ioexception；
   private void readobject(java.io.objectiutputstream in) throws ioexception,classnotfoundexception;
   private void readobjectnodata() throws objectstreamexception;
   

   通过重写writeobject与readobject方法，可以自己选择哪些属性需要序列化， 哪些属性不需要。如果writeobject使用某种规则序列化，则相应的readobject需要相反的规则反序列化，以便能正确反序列化出对象。这里展示对名字进行反转加密。

   public class person implements serializable {
      private string name;
      private int age;
      //省略构造方法，get及set方法
   
      private void writeobject(objectoutputstream out) throws ioexception {
          //将名字反转写入二进制流
          out.writeobject(new stringbuffer(this.name).reverse());
          out.writeint(age);
      }
   
      private void readobject(objectinputstream ins) throws ioexception,classnotfoundexception{
          //将读出的字符串反转恢复回来
          this.name = ((stringbuffer)ins.readobject()).reverse().tostring();
          this.age = ins.readint();
      }
   }
   

   当序列化流不完整时，readobjectnodata()方法可以用来正确地初始化反序列化的对象。例如，使用不同类接收反序列化对象，或者序列化流被篡改时，系统都会调用readobjectnodata()方法来初始化反序列化的对象。

3. 更彻底的自定义序列化

   any-access-modifier object writereplace() throws objectstreamexception;
   any-access-modifier object readresolve() throws objectstreamexception;

   • writereplace：在序列化时，会先调用此方法，再调用writeobject方法。此方法可将任意对象代替目标序列化对象

     public class person implements serializable {
       private string name;
       private int age;
       //省略构造方法，get及set方法
     
       private object writereplace() throws objectstreamexception {
           arraylist<object> list = new arraylist<>(2);
           list.add(this.name);
           list.add(this.age);
           return list;
       }
     
        public static void main(string[] args) throws exception {
           try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("person.txt"));
                objectinputstream ios = new objectinputstream(new fileinputstream("person.txt"))) {
               person person = new person("9龙", 23);
               oos.writeobject(person);
               arraylist list = (arraylist)ios.readobject();
               system.out.println(list);
           }
       }
     }
     //输出结果
     //[9龙, 23]
     

   • readresolve：反序列化时替换反序列化出的对象，反序列化出来的对象被立即丢弃。此方法在readeobject后调用。

     public class person implements serializable {
         private string name;
         private int age;
         //省略构造方法，get及set方法
          private object readresolve() throws objectstreamexception{
             return new ("brady", 23);
         }
         public static void main(string[] args) throws exception {
             try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("person.txt"));
                  objectinputstream ios = new objectinputstream(new fileinputstream("person.txt"))) {
                 person person = new person("9龙", 23);
                 oos.writeobject(person);
                 hashmap map = (hashmap)ios.readobject();
                 system.out.println(map);
             }
         }
     }
     //输出结果
     //{brady=23}
     

     readresolve常用来反序列单例类，保证单例类的唯一性。

     注意：readresolve与writereplace的访问修饰符可以是private、protected、public，如果父类重写了这两个方法，子类都需要根据自身需求重写，这显然不是一个好的设计。通常建议对于final修饰的类重写readresolve方法没有问题；否则，重写readresolve使用private修饰。

2、externalizable：强制自定义序列化

通过实现externalizable接口，必须实现writeexternal、readexternal方法。

public interface externalizable extends java.io.serializable {
     void writeexternal(objectoutput out) throws ioexception;
     void readexternal(objectinput in) throws ioexception, classnotfoundexception;
}

public class experson implements externalizable {

    private string name;
    private int age;
    //注意，必须加上pulic 无参构造器
    public experson() {
    }

    public experson(string name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @override
    public void writeexternal(objectoutput out) throws ioexception {
        //将name反转后写入二进制流
        stringbuffer reverse = new stringbuffer(name).reverse();
        system.out.println(reverse.tostring());
        out.writeobject(reverse);
        out.writeint(age);
    }

    @override
    public void readexternal(objectinput in) throws ioexception, classnotfoundexception {
        //将读取的字符串反转后赋值给name实例变量
        this.name = ((stringbuffer) in.readobject()).reverse().tostring();
        system.out.println(name);
        this.age = in.readint();
    }

    public static void main(string[] args) throws ioexception, classnotfoundexception {
        try (objectoutputstream oos = new objectoutputstream(new fileoutputstream("experson.txt"));
             objectinputstream ois = new objectinputstream(new fileinputstream("experson.txt"))) {
            oos.writeobject(new experson("brady", 23));
            experson ep = (experson) ois.readobject();
            system.out.println(ep);
        }
    }
}
//输出结果
//ydarb
//brady
//experson{name='brady', age=23}

注意：externalizable接口不同于serializable接口，实现此接口必须实现接口中的两个方法实现自定义序列化，这是强制性的；特别之处是必须提供pulic的无参构造器，因为在反序列化的时候需要反射创建对象。

3、两种序列化对比

实现serializable接口	实现externalizable接口
系统自动存储必要的信息	程序员决定存储哪些信息
java内建支持，易于实现，只需要实现该接口即可，无需任何代码支持	必须实现接口内的两个方法
性能略差	性能略好

虽然externalizable接口带来了一定的性能提升，但变成复杂度也提高了，所以一般通过实现serializable接口进行序列化。

三、序列化版本号serialversionuid

我们知道，反序列化必须拥有class文件，但随着项目的升级，class文件也会升级，序列化怎么保证升级前后的兼容性呢？

java序列化提供了一个private static final long serialversionuid 的序列化版本号，只有版本号相同，即使更改了序列化属性，对象也可以正确被反序列化回来。

public class person implements serializable {
    //序列化版本号
    private static final long serialversionuid = 1111013l;
    private string name;
    private int age;
    //省略构造方法及get,set
}

如果反序列化使用的class的版本号与序列化时使用的不一致，反序列化会报invalidclassexception异常。

序列化版本号可*指定，如果不指定，jvm会根据类信息自己计算一个版本号，这样随着class的升级，就无法正确反序列化；不指定版本号另一个明显隐患是，不利于jvm间的移植，可能class文件没有更改，但不同jvm可能计算的规则不一样，这样也会导致无法反序列化。

什么情况下需要修改serialversionuid呢？分三种情况。

• 如果只是修改了方法，反序列化不容影响，则无需修改版本号；
• 如果只是修改了静态变量，瞬态变量（transient修饰的变量），反序列化不受影响，无需修改版本号；
• 如果修改了非瞬态变量，则可能导致反序列化失败。如果新类中实例变量的类型与序列化时类的类型不一致，则会反序列化失败，这时候需要更改serialversionuid。如果只是新增了实例变量，则反序列化回来新增的是默认值；如果减少了实例变量，反序列化时会忽略掉减少的实例变量。

四、总结

1. 所有需要网络传输的对象都需要实现序列化接口，通过建议所有的javabean都实现serializable接口。
2. 对象的类名、实例变量（包括基本类型，数组，对其他对象的引用）都会被序列化；方法、类变量、transient实例变量都不会被序列化。
3. 如果想让某个变量不被序列化，使用transient修饰。
4. 序列化对象的引用类型成员变量，也必须是可序列化的，否则，会报错。
5. 反序列化时必须有序列化对象的class文件。
6. 当通过文件、网络来读取序列化后的对象时，必须按照实际写入的顺序读取。
7. 单例类序列化，需要重写readresolve()方法；否则会破坏单例原则。
8. 同一对象序列化多次，只有第一次序列化为二进制流，以后都只是保存序列化编号，不会重复序列化。
9. 建议所有可序列化的类加上serialversionuid 版本号，方便项目升级。