Java提供的序列化和反序列化

序列化：是指将Java对象转换为二进制数据。

反序列化：将二进制数据转换为Java对象。

与序列化功能相关的类有：

• java.io.Serializable;
• java.io.ObjectOutputStream（用于序列化）
• java.io.ObjectInputStream（用于反序列化）

序列化对象的前提：

• 该对象所属的类实现了 java.io.Serializable 接口
• 该类的成员变量中有一个是序列化id

反序列化对象的前提：

• 反序列化对象类也需要实现 java.io.Serializable 接口

　　序列化端和反序列化端，序列化对象类和反序列化对象类

• 两者的类名，包名需要保持一致。否则反序列化时会抛出java.lang.ClassCastException异常。
• 两者的序列化id需要保持一致。否则反序列化时会抛出java.io.InvalidClassException异常。
• 两者中的成员变量名保持一致。

　　当然，反序列化对象类可以包含额外的成员变量，也可以不包含序列化对象类中的成员变量，只不过这样就无法读取到该成员变量的值。

序列化对象机制的特点

• 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。
• 如果想父类对象也序列化，就需要让父类也实现 Serializable 接口。
• 实现 Serializable 接口的类，Array，enum 都能能被序列化。

序列化对象加密传输

　　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。
Java序列化提供的解决方案：
　　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。

示例：

项目A：序列化对象类：

package com.java.serializable;

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectInputStream.GetField;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream.PutField;
import java.io.Serializable;

public class Class03 implements Serializable {
    // 序列化 ID
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    // 序列化时不加密
    private String name;
    // 序列化时加密
    private String password="initValue";
    // 测试temp是否也能被自动序列化
    private String temp = "test value of temp";
   // 以下省略setter、getter方法

    private void writeObject(ObjectOutputStream oos) {
        try {
            PutField fields = oos.putFields();
            fields.put("password", encrypt(this.password));
            fields.put("name", this.name);
            oos.writeFields();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // 将参数加密
    private String encrypt(String pwd) {
        return "encryptValue";
    }
}

项目A：序列化对象工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class CtestA03 {

    public static void main(String[] args) {
        serializeObjectToFile();
    }
    // 存放Java对象二进制数据的文件
    private static final String PATH = "F:\\objFile.txt";
    // 将Java对象序列化为二进制数据存储到文件objFile.txt
    private static void serializeObjectToFile() {
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(PATH));
            Class03 classObj = new Class03();
            classObj.setName("Class03.name");
            oos.writeObject(classObj);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != oos) {
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

项目B：序列化对象类

package com.java.serializable;

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectInputStream.GetField;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.ObjectOutputStream.PutField;
import java.io.Serializable;

public class Class03 implements Serializable {
    // 序列化 ID
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    // 昵称：序列化时不加密
   private String name;
    // 反序列化时需要解密
    private String password="initValue";
    // 测试temp是否能通过反序列化读取到值
    private String temp;
    // 以下省略setter、getter方法

    private void readObject(ObjectInputStream ois) {
        try {
            GetField fields = ois.readFields();
            String encryptedVar = (String) fields.get("password", "");
            this.password = decrypt(encryptedVar);
            this.name = (String) fields.get("name", "");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // 解密参数
    private String decrypt(String pwd) {
        return "initValue-decrypted";
    }
}

项目B：反序列化工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

public class CtestB03 {

    public static void main(String[] args) {
        reverseSerializeFileToObject();
    }
   private static final String PATH = "F:\\objFile.txt";
    // 反序列化
    private static void reverseSerializeFileToObject() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(PATH));
            Class03 classObj = (Class03) ois.readObject();
            System.out.println("classObj.name="+classObj.getName());// classObj.name=Class03.name
            System.out.println("classObj.password="+classObj.getPassword());// classObj.password=initValue-decrypted
            System.out.println("classObj.temp="+classObj.getTemp());// classObj.temp=null
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != ois) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

执行main方法的结果如下：

System.out.println("classObj.name="+classObj.getName());// classObj.name=Class03.name

未加密的成员变量name，反序列化后得到的仍是序列化之前的值。

System.out.println("classObj.temp="+classObj.getTemp());// classObj.temp=null

序列化对象的成员变量temp，执行writeObject()时，没有将该变量添加到fields中，所以没有被序列化，反序列化后得到的值为null。

System.out.println("classObj.password="+classObj.getPassword());// classObj.password=initValue-decrypted

加密后的成员变量password，会先解密。最后读到的是解密后的密码值initValue-decrypted。

禁止序列化对象的成员变量

　　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修饰的变量的值为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是 null。

示例：

项目A：序列化对象类

package com.java.serializable;

import java.io.Serializable;

public class Class04 implements Serializable {
    // 序列化ID
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    // 昵称
    private String nickName;
    // 关键字transient修饰，该变量无法被序列化
    private transient int age = 26;
    // 关键字transient修饰，该变量无法被序列化
    private transient String sex = "man";
    // 以下省略setter、getter方法
}

项目A：序列化对象工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class CtestA04 {
    public static void main(String[] args) {
        serializeObjectToFile();
    }
    private static final String PATH = "F:\\objFile.txt";
    // 序列化对象，转换成二进制数据存储到文件objFile.txt
    private static void serializeObjectToFile() {
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(PATH));
            Class04 classObj = new Class04();
            classObj.setNickName("nickName");
            oos.writeObject(classObj);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != oos) {
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

项目B：反序列化对象

package com.java.serializable;

import java.io.Serializable;

public class Class04 implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String nickName;
    private int age;
    private String sex;
    // 以下省略setter、getter方法
}

项目B：反序列化对象工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

public class CtestB04 {

    public static void main(String[] args) {
        reverseSerializeFileToObject();
    }
    // 存储Java对象二进制数据的文件
    private static final String PATH = "F:\\objFile.txt";
    /**
     * 将二进制文件反序列化为java的object对象
     *
     * 反序列化条件：
     * 1.java类的包名一致
     * 2.java类中变量名，变量类型一致
     * 3.序列化ID一致
     */
    private static void reverseSerializeFileToObject() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(PATH));
            Class04 classObj = (Class04) ois.readObject();
            System.out.println("classObj.nickName="+classObj.getNickName());
            System.out.println("classObj.age="+classObj.getAge());
            System.out.println("classObj.sex="+classObj.getSex());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != ois) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

执行结果如下：

System.out.println("classObj.nickName="+classObj.getNickName());// classObj.nickName=nickName;

成员变量nickName，可以正常读取值。

System.out.println("classObj.age="+classObj.getAge());// classObj.age=0
System.out.println("classObj.sex="+classObj.getSex());// classObj.sex=null

使用transient 关键字修饰的成员变量age和sex，值为null，说明这两个变量并没有被序列化到二进制文件中。

序列化对象的存储机制

　　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。

示例：

项目A：序列化对象类

package com.java.serializable;

import java.io.Serializable;

public class Class05 implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    // 以下省略setter、getter方法
}

项目A：序列化对象工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class CtestA05 {

    public static void main(String[] args) {
        serializeObjectToFile();
    }
    private static final String PATH = "D:\\objFile.txt";
    // 将 Java 对象序列化到文件objFile.txt中
    private static void serializeObjectToFile() {
        ObjectOutputStream oos = null;
        try {
            oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(PATH));
            // 将对象两次写入文件
            Class05 classObj = new Class05();
            classObj.setName("classObj.name.1");
            oos.writeObject(classObj);
            oos.flush();
            classObj.setName("classObj.name.2");
            oos.writeObject(classObj);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != oos) {
                try {
                    oos.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

项目B：反序列化对象

package com.java.serializable;

import java.io.Serializable;

public class Class05 implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    // 以下省略setter、getter方法
}

项目B：反序列化对象工具类

package com.java.serializable;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;

public class CtestB05 {

    public static void main(String[] args) {
        reverseSerializeFileToObject();
    }
   private static final String PATH = "D:\\objFile.txt";
    // 将二进制文件反序列化为java的object对象
    private static void reverseSerializeFileToObject() {
        ObjectInputStream ois = null;
        try {
            ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(PATH));
            // 从文件依次读出两个文件
            Class05 classObj1 = (Class05) ois.readObject();
            Class05 classObj2 = (Class05) ois.readObject();

            /**
             * 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。
             * 反序列化时，恢复引用关系，使得classObj1 和 classObj2 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。
             */
            System.out.println("classObj1 == classObj2 : "+(classObj1 == classObj2));
            System.out.println("classObj1.name="+classObj1.getName());
            System.out.println("classObj2.name="+classObj2.getName());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(null != ois) {
                try {
                    ois.close();
                } catch (IOException e) {}
            }
        }
    }
}

输出结果如下：

System.out.println("classObj1 == classObj2 : "+(classObj1 == classObj2));// classObj1 == classObj2 : true
System.out.println("classObj1.name="+classObj1.getName());// classObj1.name=classObj.name.1
System.out.println("classObj2.name="+classObj2.getName());// classObj1.name=classObj.name.1

　　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。反序列化时，恢复引用关系，使得classObj1 和 classObj2 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。