IO | 序列化与反序列化

前言

以前看别人博客，设计到操作，都会让实现 Serializable，知道这叫序列化与反序列化，但什么是序列化与反序列化，不得而知，最近在深入学习IO专题，也就学习下序列化与反序列化。也接触到ArrayList源码，再一次佩服写jdk的那些大神。

概要

序列化与反序列化，应该叫对象的序列化与反序列化。

对象的序列化，就是将Object转换成byte序列，反之叫对象的反序列化。

序列化流（ObjectOutputStream），是过滤流 ----> writeObject
反序列化流（ObjectInputStream） -----> readObject

序列化接口（Serializable）

对象必须实现序列化接口，才能实现序列化，否则将出现异常。

这个接口，里面没有任何方法，这只是一个标准。

对象序列化

1、序列化代码

// 序列化
public static void test1(String file) {
    try {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
                new FileOutputStream(file));
        Student student = new Student(1, "张三", 20);
        oos.writeObject(student);
        oos.flush();
        oos.close();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

2、前面说到必须实现序列化接口，那我们实现看看会有什么异常

package com.fengwenyi.demo.io.serialize;

/**
 * @author Wenyi Feng
 */
public class Student {

    private String no;
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String no, String name, int age) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // getter , setter and toString

}

测试结果：

序列化-未实现序列化接口.png

3、实现序列化接口并完善

对象实现序列化

package com.fengwenyi.demo.io.serialize;

import java.io.Serializable;

/**
 * @author Wenyi Feng
 */
public class Student implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1591370122074648558L;

    private String no;
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String no, String name, int age) {
        this.no = no;
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // getter , setter and toString

}

反序列化

// 反序列化
public static void test2(String file) {
    try {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
                new FileInputStream(file));
        Student student = (Student) ois.readObject();
        System.out.println(student.toString());
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

测试代码：

public static void main(String[] args) {
    String file = "E:\\Workspace\\IdeaStudio\\io-demo\\serialize-demo\\demo\\obj.dat";
    test1(file);
    test2(file);
}

测试结果：

序列化-反序列化结果.png

通过ArrayList源码学习transient关键字

transient关键字引入

/**
 * The array buffer into which the elements of the ArrayList are stored.
 * The capacity of the ArrayList is the length of this array buffer. Any
 * empty ArrayList with elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA
 * will be expanded to DEFAULT_CAPACITY when the first element is added.
 */
transient Object[] elementData; // non-private to simplify nested class access

序列化：

/**
 * Save the state of the <tt>ArrayList</tt> instance to a stream (that
 * is, serialize it).
 *
 * @serialData The length of the array backing the <tt>ArrayList</tt>
 *             instance is emitted (int), followed by all of its elements
 *             (each an <tt>Object</tt>) in the proper order.
 */
private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)
    throws java.io.IOException{
    // Write out element count, and any hidden stuff
    int expectedModCount = modCount;
    s.defaultWriteObject();

    // Write out size as capacity for behavioural compatibility with clone()
    s.writeInt(size);

    // Write out all elements in the proper order.
    for (int i=0; i<size; i++) {
        s.writeObject(elementData[i]);
    }

    if (modCount != expectedModCount) {
        throw new ConcurrentModificationException();
    }
}

反序列化：

/**
 * Reconstitute the <tt>ArrayList</tt> instance from a stream (that is,
 * deserialize it).
 */
private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)
    throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {
    elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;

    // Read in size, and any hidden stuff
    s.defaultReadObject();

    // Read in capacity
    s.readInt(); // ignored

    if (size > 0) {
        // be like clone(), allocate array based upon size not capacity
        int capacity = calculateCapacity(elementData, size);
        SharedSecrets.getJavaOISAccess().checkArray(s, Object[].class, capacity);
        ensureCapacityInternal(size);

        Object[] a = elementData;
        // Read in all elements in the proper order.
        for (int i=0; i<size; i++) {
            a[i] = s.readObject();
        }
    }
}

为什么要这么做呢？

有两点：

1、String 已实现序列化接口，Ineger并没有实现

public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {


public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {

是不是就是这个原因呢？显然不是，因为刚刚我们已经证明了。

2、数组需要提前预定数组大小，当然，我们设定的大小并没有完全填满，这就不需要都去序列化。

for (int i=0; i<size; i++) {
    s.writeObject(elementData[i]);
}

继承

情形一：父类实现序列化接口

class A implements Serializable {
    public A() {
        System.out.println("A....");
    }
}

class A1 extends A {
    public A1() {
        System.out.println("A1...");
    }
}

class A2 extends A1 {
    public A2() {
        System.out.println("A2...");
    }
}

测试代码：

/**
 * A：父类实现序列化
 */
public static void testA() {
    try {
        String fileA = "E:\\Workspace\\IdeaStudio\\io-demo\\serialize-demo\\demo\\fileA.dat";
        ObjectOutputStream oosA = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileA));
        A2 a2 = new A2();
        oosA.writeObject(a2);
        System.out.println("------------------------------");
        ObjectInputStream oisA = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileA));
        A2 aa2 = (A2) oisA.readObject();
        System.out.println(aa2);
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

测试截图：

序列化-集成A.png

情形二：子类实现序列化接口1

class B {
    public B() {
        System.out.println("B....");
    }
}

class B1 extends B implements Serializable {
    public B1() {
        System.out.println("B1...");
    }
}
class B2 extends B1 {
    public B2() {
        System.out.println("B2...");
    }
}

测试代码：

/**
 * B1:子类实现序列化
 */
public static void testB1() {
    try {
        String fileB1 = "E:\\Workspace\\IdeaStudio\\io-demo\\serialize-demo\\demo\\fileB1.dat";
        ObjectOutputStream oosB = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileB1));
        B2 b2 = new B2();
        oosB.writeObject(b2);
        System.out.println("------------------------------");
        ObjectInputStream oisB = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileB1));
        B2 bb2 = (B2) oisB.readObject();
        System.out.println(bb2);
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

测试结果：

序列化-集成B1.png

情形三：子类实现序列化2

class B3 extends B {
    public B3() {
        System.out.println("B3...");
    }
}
class B4 extends B3 implements Serializable {
    public B4() {
        System.out.println("B4...");
    }
}

测试代码：

/**
 * B2:子类实现序列化
 */
public static void testB2() {
    try {
        String fileB2 = "E:\\Workspace\\IdeaStudio\\io-demo\\serialize-demo\\demo\\fileB2.dat";
        ObjectOutputStream oosB = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(fileB2));
        B4 b4 = new B4();
        oosB.writeObject(b4);
        System.out.println("------------------------------");
        ObjectInputStream oisB = new ObjectInputStream(new FileInputStream(fileB2));
        B4 bb4 = (B4) oisB.readObject();
        System.out.println(bb4);
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

测试结果：

序列化-集成B2.png

总结一下：

序列化，不论是父类实现序列化接口，还是子类实现序列化结果，都会调用构成方法。

反序列化，父类实现序列化接口，则不调用构造方法；子类实现序列化接口，父类（所有父类）都会调用构造方法。

后记

序列化与反序列化到底有什么用，还不清楚，还得继续学习。

1、本节测试代码：serialize-demo

2、学习视频：文件传输基础——Java IO流

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