介绍Java对象序列化使用基础

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  序列化的过程就是对象写入字节流和从字节流中读取对象。将对象状态转换成字节流之后,可以用java.io包中的各种字节流类将其保存到文件中,管道到另一线程中或通过网络连接将对象数据发送到另一主机。对象序列化功能非常简单、强大,在RMI、Socket、JMS、EJB都有应用。对象序列化问题在网络编程中并不是最激动人心的课题,但却相当重要,具有许多实用意义。

  1.对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如:RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务,就像在本地机上运行对象时一样。

  2.Java对象序列化不仅保留一个对象的数据,而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中,可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列化可以进行对象的“深复制”,即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。

  从上面的叙述中,我们知道了对象序列化是java编程中的必备武器,那么让我们从基础开始,好好学习一下它的机制和用法。

  Java序列化比较简单,通常不需要编写保存和恢复对象状态的定制代码。只需要实现接口(java.io.Serializable)的类对象可以转换成字节流或从字节流恢复,不需要在类中增加任何代码。只有极少数情况下才需要定制代码保存或恢复对象状态。这里要注意:不是每个类都可序列化,有些类是不能序列化的,例如涉及线程的类与特定JVM有非常复杂的关系。

  序列化机制:

  序列化分为两大部分:序列化和反序列化。序列化是这个过程的第一部分,将数据分解成字节流,以便存储在文件中或在网络上传输。反序列化就是打开字节流并重构对象。对象序列化不仅要将基本数据类型转换成字节表示,有时还要恢复数据。恢复数据要求有恢复数据的对象实例。ObjectOutputStream中的序列化过程与字节流连接,包括对象类型和版本信息。反序列化时,JVM用头信息生成对象实例,然后将对象字节流中的数据复制到对象数据成员中。下面我们分两大部分来阐述:

  处理对象流:(序列化过程和反序列化过程)

  java.io包有两个序列化对象的类。ObjectOutputStream负责将对象写入字节流,ObjectInputStream从字节流重构对象。

  我们先了解ObjectOutputStream类吧。ObjectOutputStream类扩展DataOutput接口。

  writeObject()方法是最重要的方法,用于对象序列化。如果对象包含其他对象的引用,则writeObject()方法递归序列化这些对象。每个ObjectOutputStream维护序列化的对象引用表,防止发送同一对象的多个拷贝。(这点很重要)由于writeObject()可以序列化整组交叉引用的对象,因此同一ObjectOutputStream实例可能不小心被请求序列化同一对象。这时,进行反引用序列化,而不是再次写入对象字节流。

  下面,让我们从例子中来了解ObjectOutputStream这个类吧。

  


// 序列化 today's date 到一个文件中.
  FileOutputStream f = new FileOutputStream("tmp");
  ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
  s.writeObject("Today");
  s.writeObject(new Date());
  s.flush();

  现在,让我们来了解ObjectInputStream这个类。它与ObjectOutputStream相似。它扩展DataInput接口。ObjectInputStream中的方法镜像DataInputStream中读取Java基本数据类型的公开方法。readObject()方法从字节流中反序列化对象。每次调用readObject()方法都返回流中下一个Object。对象字节流并不传输类的字节码,而是包括类名及其签名。readObject()收到对象时,JVM装入头中指定的类。如果找不到这个类,则readObject()抛出ClassNotFoundException,如果需要传输对象数据和字节码,则可以用RMI框架。ObjectInputStream的其余方法用于定制反序列化过程。

  例子如下:


 //从文件中反序列化 string 对象和 date 对象 FileInputStream in = new FileInputStream("tmp"); ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in); String today = (String)s.readObject(); Date date = (Date)s.readObject();

  定制序列化过程:

  序列化通常可以自动完成,但有时可能要对这个过程进行控制。java可以将类声明为serializable,但仍可手工控制声明为static或transient的数据成员。

  例子:一个非常简单的序列化类。


 public class simpleSerializableClass implements Serializable
  {
  String sToday="Today:";
  transient Date dtToday=new Date();
  }

  序列化时,类的所有数据成员应可序列化除了声明为transient或static的成员。将变量声明为transient告诉JVM我们会负责将变元序列化。将数据成员声明为transient后,序列化过程就无法将其加进对象字节流中,没有从transient数据成员发送的数据。后面数据反序列化时,要重建数据成员(因为它是类定义的一部分),但不包含任何数据,因为这个数据成员不向流中写入任何数据。记住,对象流不序列化static或transient。我们的类要用writeObject()与readObject()方法以处理这些数据成员。使用writeObject()与readObject()方法时,还要注意按写入的顺序读取这些数据成员。

关于如何使用定制序列化的部分代码如下:


 //重写writeObject()方法以便处理transient的成员。
  public void writeObject(ObjectOutputStream outputStream) throws IOException
  {
  outputStream.defaultWriteObject();
  //使定制的writeObject()方法可以利用自动序列化中内置的逻辑。
  outputStream.writeObject(oSocket.getInetAddress());
  outputStream.writeInt(oSocket.getPort());
  }
  //重写readObject()方法以便接收transient的成员。
  private void readObject(ObjectInputStream inputStream) throws IOException,ClassNotFoundException
  {
  inputStream.defaultReadObject();//defaultReadObject()补充自动序列化
  InetAddress oAddress=(InetAddress)inputStream.readObject();
  int iPort =inputStream.readInt();
  oSocket = new Socket(oAddress,iPort);
  iID=getID();
  dtToday =new Date();
  }

  完全定制序列化过程:

  如果一个类要完全负责自己的序列化,则实现Externalizable接口而不是Serializable接口。Externalizable接口定义包括两个方法writeExternal()与readExternal()。利用这些方法可以控制对象数据成员如何写入字节流.类实现Externalizable时,头写入对象流中,然后类完全负责序列化和恢复数据成员,除了头以外,根本没有自动序列化。这里要注意了。声明类实现Externalizable接口会有重大的安全风险。writeExternal()与readExternal()方法声明为public,恶意类可以用这些方法读取和写入对象数据。如果对象包含敏感信息,则要格外小心。这包括使用安全套接或加密整个字节流。

  处理对象流:(序列化过程和反序列化过程)

  java.io包有两个序列化对象的类。ObjectOutputStream负责将对象写入字节流,ObjectInputStream从字节流重构对象。

  我们先了解ObjectOutputStream类吧。ObjectOutputStream类扩展DataOutput接口。

  writeObject()方法是最重要的方法,用于对象序列化。如果对象包含其他对象的引用,则writeObject()方法递归序列化这些对象。每个ObjectOutputStream维护序列化的对象引用表,防止发送同一对象的多个拷贝。(这点很重要)由于writeObject()可以序列化整组交叉引用的对象,因此同一ObjectOutputStream实例可能不小心被请求序列化同一对象。这时,进行反引用序列化,而不是再次写入对象字节流。

  下面,让我们从例子中来了解ObjectOutputStream这个类吧。


// 序列化 today's date 到一个文件中.
  FileOutputStream f = new FileOutputStream("tmp");
  ObjectOutputStream s = new ObjectOutputStream(f);
  s.writeObject("Today");
  s.writeObject(new Date());
  s.flush();

  现在,让我们来了解ObjectInputStream这个类。它与ObjectOutputStream相似。它扩展DataInput接口。ObjectInputStream中的方法镜像DataInputStream中读取Java基本数据类型的公开方法。readObject()方法从字节流中反序列化对象。每次调用readObject()方法都返回流中下一个Object。对象字节流并不传输类的字节码,而是包括类名及其签名。readObject()收到对象时,JVM装入头中指定的类。如果找不到这个类,则readObject()抛出ClassNotFoundException,如果需要传输对象数据和字节码,则可以用RMI框架。ObjectInputStream的其余方法用于定制反序列化过程。

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