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Java 序列化 Serializable

fokYaland
 fokYaland
发布于 2015/06/04 17:26
字数 2126
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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  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。

序列化 ID 问题

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。

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。

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。

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。

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

               //序列化后修改为10
            StaticObjNotSerial.   staticVar   = 10;

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

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

父类的序列化与 Transient 关键字
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。

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。

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。

特性使用案例
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。

对敏感字段加密
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。

解决:在序列化过程中,虚拟机会试图 调用对象类里的   writeObject    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 {
       private   static   final   long   serialVersionUID   =1L;
       private   String   password   =   "pass" ;

       public   String getPassword() {
               return   password ;
      }

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

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

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

多次序列化规则
情境:问题代码如清单 4 所示。
清单 4. 存储规则问题代码
public   class   MutilSerial   implements   Serializable {
       private   static   final   long   serialVersionUID   = 1L;
       private   String   password   =   "pass" ;
       public   static   void   main(String[] args)   throws   Exception {
               //   TODO   Auto-generated method stub
            ObjectOutputStream out =   new   ObjectOutputStream(   new   FileOutputStream(
                           "result.obj" ));
            MutilSerial test =   new   MutilSerial();
               // 试图将对象两次写入文件
            out.writeObject(test);
            out.flush();
            System.   out .println(   new   File(   "result.obj" ).length());
            out.writeObject(test);
            out.close();
            System.   out .println(   new   File(   "result.obj" ).length());

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

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

特性案例分析
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));
Test test = new Test();
test.i = 1;
out.writeObject(test);
out.flush();
test.i = 2;
out.writeObject(test);
out.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t1 = (Test) oin.readObject();
Test t2 = (Test) oin.readObject();
System.out.println(t1.i);
System.out.println(t2.i);

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。

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。


本文转载自:http://blog.csdn.net/yanliang1/article/details/19625995

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