Java序列化与反序列化

@(简书)

引言

最近工作比较忙，基本与博客绝缘，积攒了很多主题，都来不及提炼总结。加上最近在Java序列化问题上踩到了大坑困扰了我两天，赶紧恶补下。

序列化与反序列化概念

简单来讲，序列化是Java Object转换为字节流的机制；反序列化是序列化的逆向流程，即从字节流转换为内存中的Java Object。序列化与反序列化应用于对象持久化，附上简单的示意图（图是笔者自己画的~）。

序列化与反序列化

可见，序列化有以下好处：

对象的状态得以保存，进而持久化存储。
可以以字节流的形式，通过网络媒介传输。

Java中的序列化与反序列化

想必Java工程师们都知道，实现对象序列化，需要实现java.io.Serializable接口。

测试代码

package serialization;

import java.io.*;

class TestEmp implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = -4015665750801388412L;

    transient int a;
    static int b = 20;
    String name;
    int age;

    TestEmp(String name, int age, int a) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.a = a;
        System.out.println("调用构造器");
    }
}

/**
 * @author piaozhikang
 * @date 12:36 2019-07-18
 **/
public class TestObject2 {
    private static void printdata(TestEmp object1) {

        System.out.println("name = " + object1.name);
        System.out.println("age = " + object1.age);
        System.out.println("a = " + object1.a);
        System.out.println("b= " + TestEmp.b);
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestEmp object = new TestEmp("ab", 20, 2);
        serialize(object);
        deSerialize();
    }

    private static void serialize(TestEmp object) {
        String filename = "jianshu.txt";

        // Serialization
        try {

            // Saving of object in a file
            FileOutputStream file = new FileOutputStream
                    (filename);
            ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream
                    (file);

            // Method for serialization of object
            out.writeObject(object);

            out.close();
            file.close();

            System.out.println("对象完成序列化");

            printdata(object);
            // 改变static成员变量
            TestEmp.b = 88;

        } catch (IOException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    private static void deSerialize() {
        TestEmp object;
        String filename = "jianshu.txt";

        // Deserialization
        try {

            // Reading the object from a file
            FileInputStream file = new FileInputStream
                    (filename);
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream
                    (file);

            // Method for deserialization of object
            object = (TestEmp) in.readObject();

            in.close();
            file.close();
            System.out.println("对象完成反序列化");

            printdata(object);
        } catch (IOException | ClassNotFoundException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
} 

SerialVersionUID

SerialVersionUID是一种类似“版本号”概念的标识（long类型），JVM会给每一个序列化的类关联这个标识符，这样在反序列化时验证是否符合反序列化条件（SerialVersionUID一致），如果发现不一致，则会抛出InvalidClassException。

• 下面结合代码看下，首先运行一次测试代码，结果为：

调用构造器
对象完成序列化
name = ab
age = 20
a = 2
b= 88
对象完成反序列化
name = ab
age = 20
a = 0
b= 88

• 修改SerialVersionUID值，只运行反序列化函数，结果为：

java.io.InvalidClassException: serialization.TestEmp; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -4015665750801388410, local class serialVersionUID = -4015665750801388412

流程分析

Transient

Transient关键字仅适用于变量，不适用于方法和类，序列化时，如果不需要某个成员变量序列化并持久存储，则声明Transient即可。

• 可以看到测试代码中的TestEmp对象的Transient成员变量a的原始值被忽略并将该数据类型的默认值保存到了文件中。

a = 0

Static

进而，我们再来看下static成员变量在序列化与反序列化过程中是如何被处理的。

• 静态成员变量b，在类初始化时被赋值成20，对象序列化完成后，将其改为了88，结果为：

对象完成反序列化
name = ab
age = 20
a = 0
b= 88

可以看到，static成员变量也不会参与序列化过程，因为static不是对象状态。

Final

final的成员变量会直接参与序列化过程，结合代码看下。

final int d;

    TestEmp(String name, int age, int a) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.a = a;
        System.out.println("调用构造器");
        this.d = 1000;
    }

结果为：

调用构造器
对象完成序列化
name = ab
age = 20
a = 2
b= 20
d= 1000
对象完成反序列化
name = ab
age = 20
a = 0
b= 88
d= 1000

构造器

可以看到，反序列化过程是不会调用对象构造器，而是直接从文件存储内容构造出对象。

结语

• 理解序列化与反序列化流程有助于处理日常开发中遇到的bug，一开始会以为是代码逻辑有问题，但是也许会在序列化流程上出了问题。
• 本人也曾经遇到一些序列化的坑：

没有维护SerialVersionUID，有人在实现序列化接口的对象增加了成员变量，导致反序列化出现问题。
RPC框架序列化传输参数时，没有将包名加入序列化特征，只要类名相同就会加载错误类。

参考文献

https://www.geeksforgeeks.org/serialization-in-java/
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1622011683975285944&wfr=spider&for=pc
Java编程思想