Java 序列化 Serializable

将 Java 对象序列化为二进制文件的 Java 序列化技术是 Java 系列技术中一个较为重要的技术点，在大部分情况下，开发人员只需要了解被序列化的类需要实现 Serializable 接口，使用 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 进行对象的读写。然而在有些情况下，光知道这些还远远不够，文章列举了笔者遇到的一些真实情境，它们与
Java 序列化相关，通过分析情境出现的原因，使读者轻松牢记 Java 序列化中的一些高级认识。

[align=left]序列化 ID 问题[/align]

[align=left]情境：两个客户端 A 和 B 试图通过网络传递对象数据，A 端将对象 C 序列化为二进制数据再传给 B，B 反序列化得到 C。[/align]

[align=left]问题：C 对象的全类路径假设为 com.inout.Test，在 A 和 B 端都有这么一个类文件，功能代码完全一致。也都实现了 Serializable 接口，但是反序列化时总是提示不成功。[/align]

[align=left]解决：虚拟机是否允许反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致（就是 private static final long serialVersionUID = 1L）。清单 1 中，虽然两个类的功能代码完全一致，但是序列化 ID 不同，他们无法相互序列化和反序列化。[/align]

[align=left]序列化 ID 在 Eclipse 下提供了两种生成策略，一个是固定的 1L，一个是随机生成一个不重复的 long 类型数据（实际上是使用 JDK 工具生成），在这里有一个建议，如果没有特殊需求，就是用默认的 1L 就可以，这样可以确保代码一致时反序列化成功。那么随机生成的序列化 ID 有什么作用呢，有些时候，通过改变序列化 ID 可以用来限制某些用户的使用。[/align]

静态变量序列化

[align=left]public class StaticObjNotSerial implements Serializable{[/align]
private static final long serialVersionUID =
1L;
public static int staticVar =
5;
public static void main(String[]
args) throws IOException, ClassNotFoundException
{
[align=left] //初始时staticVar为5[/align]
[align=left] ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream([/align]
[align=left] new FileOutputStream( "result.obj"));[/align]
[align=left] out.writeObject( new StaticObjNotSerial());[/align]
[align=left] out.close();[/align]

[align=left] //序列化后修改为10[/align]
StaticObjNotSerial. staticVar =
10;

[align=left] ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream( new FileInputStream([/align]
[align=left] "result.obj"));[/align]
[align=left] StaticObjNotSerial t = (StaticObjNotSerial) oin.readObject();[/align]
[align=left] oin.close();[/align]
[align=left] [/align]
[align=left] //再读取，通过t.staticVar打印新的值[/align]
[align=left] System. out.println(t. staticVar);[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left]}[/align]

[align=left]序列化保存的是对象的状态，静态变量属于类的状态，因此 序列化并不保存静态变量。[/align]

父类的序列化与 Transient 关键字

[align=left]情境：一个子类实现了 Serializable 接口，它的父类都没有实现 Serializable 接口，序列化该子类对象，然后反序列化后输出父类定义的某变量的数值，该变量数值与序列化时的数值不同。[/align]

解决：要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable 接口。如果父类不实现的话的，就 需要有默认的无参的构造函数。在父类没有实现 Serializable 接口时，虚拟机是不会序列化父对象的，而一个 Java 对象的构造必须先有父对象，才有子对象，反序列化也不例外。所以反序列化时，为了构造父对象，只能调用父类的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时，它的值是调用父类无参构造函数后的值。如果你考虑到这种序列化的情况，在父类无参构造函数中对变量进行初始化，否则的话，父类变量值都是默认声明的值，如
int 型的默认是 0，string 型的默认是 null。

[align=left]Transient 关键字的作用是控制变量的序列化，在变量声明前加上该关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 变量的值被设为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是 null。[/align]

[align=left]特性使用案例[/align]
[align=left]我们熟悉使用 Transient 关键字可以使得字段不被序列化，那么还有别的方法吗？根据父类对象序列化的规则，我们可以将不需要被序列化的字段抽取出来放到父类中，子类实现 Serializable 接口，父类不实现，根据父类序列化规则，父类的字段数据将不被序列化，放在父类中的好处在于当有另外一个 Child 类时， 依然不会被序列化，不用重复抒写 transient，代码简洁。[/align]

[align=left]对敏感字段加密[/align]

[align=left]情境：服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。[/align]

解决：在序列化过程中，虚拟机会试图调用对象类里的 writeObject 和 readObject 方法，进行用户自定义的序列化和反序列化，如果没有这样的方法，则默认调用是
ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程，比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。基于这个原理，可以在实际应用中得到使用，用于敏感字段的加密工作

public class CustomerSerialMethod implements Serializable
{
[align=left] private static final long serialVersionUID =1L;[/align]
[align=left] private String password = "pass";[/align]

public String
getPassword() {
[align=left] return password;[/align]
[align=left] }[/align]

public void setPassword(String
password) {
this. password =
password;
[align=left] }[/align]
[align=left] [/align]
private void writeObject(ObjectOutputStream
out) {
[align=left] try {[/align]
[align=left] PutField putFields = out.putFields();[/align]
[align=left] System. out.println( "原密码:" + password );[/align]
[align=left] password = "encryption"; //模拟加密[/align]
[align=left] putFields.put( "password", password);[/align]
[align=left] System. out.println( "加密后的密码" + password );[/align]
[align=left] out.writeFields();[/align]
} catch (IOException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]

private void readObject(ObjectInputStream
in) {
[align=left] try {[/align]
[align=left] GetField readFields = in.readFields();[/align]
[align=left] Object object = readFields.get( "password", "");[/align]
System. out.println( "要解密的字符串:" +
object.toString());
[align=left] password = "pass"; //模拟解密,需要获得本地的密钥[/align]
} catch (IOException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
} catch (ClassNotFoundException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]
public static void main(String[]
args) {
[align=left] try {[/align]
[align=left] ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream([/align]
[align=left] new FileOutputStream( "result.obj"));[/align]
[align=left] out.writeObject( new CustomerSerialMethod());[/align]
[align=left] out.close();[/align]

[align=left] ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream( new FileInputStream([/align]
[align=left] "result.obj"));[/align]
[align=left] CustomerSerialMethod t = (CustomerSerialMethod) oin.readObject();[/align]
System. out.println( "解密后的字符串:" +
t.getPassword());
[align=left] oin.close();[/align]
} catch (FileNotFoundException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
} catch (IOException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
} catch (ClassNotFoundException
e) {
[align=left] e.printStackTrace();[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left] }[/align]
[align=left]}[/align]

多次序列化规则

[align=left]情境：问题代码如清单 4 所示。[/align]
[align=left]清单 4. 存储规则问题代码[/align]

public class MutilSerial implements Serializable
{
private static final long serialVersionUID =
1L;
[align=left] private String password = "pass";[/align]
public static void main(String[]
args) throws Exception {
// TODO Auto-generated
method stub
[align=left] ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream([/align]
[align=left] "result.obj"));[/align]
[align=left] MutilSerial test = new MutilSerial();[/align]
[align=left] // 试图将对象两次写入文件[/align]
[align=left] out.writeObject(test);[/align]
[align=left] out.flush();[/align]
[align=left] System. out.println( new File( "result.obj").length());[/align]
[align=left] out.writeObject(test);[/align]
[align=left] out.close();[/align]
[align=left] System. out.println( new File( "result.obj").length());[/align]

[align=left] ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream( new FileInputStream([/align]
[align=left] "result.obj"));[/align]
[align=left] // 从文件依次读出两个文件[/align]
[align=left] MutilSerial t1 = (MutilSerial) oin.readObject();[/align]
[align=left] MutilSerial t2 = (MutilSerial) oin.readObject();[/align]
[align=left] oin.close();[/align]

[align=left] // 判断两个引用是否指向同一个对象[/align]
System. out.println(t1
== t2);
[align=left] }[/align]
[align=left]}[/align]

[align=left]解答：Java 序列化机制为了节省磁盘空间，具有特定的存储规则，当写入文件的为同一对象时，并不会再将对象的内容进行存储，而只是再次存储一份引用，上面增加的 5 字节的存储空间就是新增引用和一些控制信息的空间。反序列化时，恢复引用关系，使得清单 3 中的 t1 和 t2 指向唯一的对象，二者相等，输出 true。该存储规则极大的节省了存储空间。[/align]

[align=left]特性案例分析[/align]

[align=left]ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));[/align]
[align=left]Test test = new Test();[/align]
[align=left]test.i = 1;[/align]
[align=left]out.writeObject(test);[/align]
[align=left]out.flush();[/align]
[align=left]test.i = 2;[/align]
[align=left]out.writeObject(test);[/align]
[align=left]out.close();[/align]
[align=left]ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream([/align]
[align=left]"result.obj"));[/align]
[align=left]Test t1 = (Test) oin.readObject();[/align]
[align=left]Test t2 = (Test) oin.readObject();[/align]
[align=left]System.out.println(t1.i);[/align]
[align=left]System.out.println(t2.i);[/align]

[align=left]清单 4 的目的是希望将 test 对象两次保存到 result.obj 文件中，写入一次以后修改对象属性值再次保存第二次，然后从 result.obj 中再依次读出两个对象，输出这两个对象的 i 属性值。案例代码的目的原本是希望一次性传输对象修改前后的状态。[/align]

[align=left]结果两个输出的都是 1， 原因就是第一次写入对象以后，第二次再试图写的时候，虚拟机根据引用关系知道已经有一个相同对象已经写入文件，因此只保存第二次写的引用，所以读取时，都是第一次保存的对象。读者在使用一个文件多次 writeObject 需要特别注意这个问题。[/align]