【Java 基础篇】Java 对象流与序列化

繁依Fanyi

发布于 2023-10-12 10:21:39

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发布于 2023-10-12 10:21:39

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导言

在 Java 编程中，对象的序列化是指将对象转换为字节序列，以便可以将其存储到文件、内存中进行传输或在网络上进行传输。反序列化则是将字节序列重新转换为对象。Java 提供了对象流来实现对象的序列化和反序列化操作。

对象流提供了一种方便的方式来处理对象的输入和输出，它是由 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream 两个类组成。本文将介绍 Java 对象流的使用方法，并提供示例代码来帮助你理解其使用。

一、Java 对象流与序列化的 API

Java 提供了一组 API 来支持对象流与序列化的操作。以下是一些常用的类和接口：

1. java.io.Serializable 接口

Serializable 接口是一个标记接口，用于标识一个类可以被序列化。它没有任何方法，只是用于告诉编译器该类可以进行对象序列化。

2. java.io.ObjectOutputStream 类

ObjectOutputStream 类用于将对象序列化为字节流。它提供了一系列的 write 方法来将各种类型的数据写入输出流中，包括基本数据类型、对象和数组。一些常用的方法包括：

writeObject(Object obj)：将对象写入输出流。
writeInt(int val)：将一个 int 值写入输出流。
writeBoolean(boolean val)：将一个 boolean 值写入输出流。
writeBytes(String str)：将一个字符串以字节数组的形式写入输出流。

3. java.io.ObjectInputStream 类

ObjectInputStream 类用于从字节流中反序列化对象。它提供了一系列的 read 方法来从输入流中读取各种类型的数据。一些常用的方法包括：

readObject()：从输入流中读取一个对象。
readInt()：从输入流中读取一个 int 值。
readBoolean()：从输入流中读取一个 boolean 值。
readBytes(byte[] buf)：从输入流中读取字节数组并存储到指定的字节数组中。

4. transient 关键字

transient 是一个修饰符关键字，用于标记类的字段，表示在对象序列化时忽略该字段。被标记为 transient 的字段不会被写入输出流，也不会被反序列化。

5. serialVersionUID 字段

serialVersionUID 是一个类的序列化版本号。它是一个长整型常量，用于标识序列化类的版本。当进行反序列化时，Java 会使用对象的 serialVersionUID 和存储在序列化数据中的版本号进行比较，如果不匹配则会抛出 InvalidClassException 异常。

6. Externalizable 接口

除了实现 Serializable 接口，类还可以实现 Externalizable 接口来自定义对象的序列化和反序列化过程。Externalizable 接口继承自 Serializable 接口，并要求实现 writeExternal(ObjectOutput out) 和 readExternal(ObjectInput in) 方法来定义对象的序列化和反序列化方式。

二、对象序列化

Java 对象序列化的过程是将对象转换为字节序列的过程，以便可以将其写入文件或传输到其他地方。序列化过程需要使用 ObjectOutputStream 类。

以下是一个简单的示例，展示了如何将一个对象序列化并写入文件：

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

public class SerializationExample {
    public static void main(String[] args) {
        String fileName = "object.ser";
        
        // 创建对象
        Person person = new Person("John", 25);
        
        try (ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileName))) {
            // 序列化对象
            outputStream.writeObject(person);
            
            System.out.println("Object serialized successfully!");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个名为 Person 的自定义类，并在 main 方法中实例化了一个 Person 对象。然后，我们创建了一个 ObjectOutputStream 对象，并将其与一个输出流 (FileOutputStream) 关联，以便将序列化数据写入文件。最后，我们调用 writeObject() 方法将 person 对象序列化并写入文件中。

通过以上代码，我们可以将 Person 对象序列化并保存到文件中。

三、对象反序列化

对象反序列化是将字节序列转换回对象的过程。Java 提供了 ObjectInputStream 类来实现对象的反序列化。

以下是一个示例代码，展示了如何从文件中读取序列化的对象并进行反序列化：

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

public class DeserializationExample {
    public static void main(String[] args) {
        String fileName = "object.ser";
        
        try (ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileName))) {
            // 反序列化对象
            Person person = (Person) inputStream.readObject();
            
            System.out.println("Name: " + person.getName());
            System.out.println("Age: " + person.getAge());
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的示例中，我们创建了一个 ObjectInputStream 对象，并将其与一个输入流 (FileInputStream) 关联，以便从文件中读取序列化的对象。然后，我们调用 readObject() 方法来读取对象并将其转换为 Person 类型。

通过以上代码，我们可以从文件中读取序列化的对象并进行反序列化。

四、序列化与反序列化的注意事项

在进行对象的序列化和反序列化时，需要注意以下几个方面：

1. 序列化 ID

每个可序列化的类都应该声明一个 serialVersionUID 字段。这个字段用于确定序列化对象的版本号。当进行反序列化时，Java 会使用对象的 serialVersionUID 和存储在序列化数据中的版本号进行比较，如果不匹配则会抛出 InvalidClassException 异常。