Java对象的串行化(Serialization)

Java对象的串行化(Serialization)

串行化的概念
对象的寿命通常随着生成该对象的程序的终止而终止。有时候，可能需要将对象的状态保存下来，在需要时再将对象恢复。我们把对象的这种能记录自己的状态以便将来再生的能力叫作对象的持续性(persistence)。对象通过写出描述自己状态的数值来记录自己 ，这个过程叫对象的串行化(Serialization) 。
串行化的主要任务是写出对象实例变量的数值。如果变量是另一对象的引用，则引用的对象也要串行化。这个过程是递归的，串行化可能要涉及一个复杂树结构的串行化，包括原有对象、对象的对象、对象的对象的对象等等。对象所有权的层次结构称为图表(graph)。

串行化的目的
Java对象的串行化的目标是为Java的运行环境提供一组特性，如下所示：

尽量保持对象串行化的简单扼要 ，但要提供一种途径使其可根据开发者的要求进行扩展或定制。

串行化机制应严格遵守Java的对象模型 。对象的串行化状态中应该存有所有的关于种类的安全特性的信息。

对象的串行化机制应支持Java的对象持续性。

对象的串行化机制应有足够的可扩展能力以支持对象的远程方法调用(RMI)。

对象串行化应允许对象定义自身的格式即其自身的数据流表示形式，可外部化接口来完成这项功能。

串行化的方法
从JDK1.1开始，Java语言提供了对象串行化机制 ，在java.io包中，接口Serialization用来作为实现对象串行化的工具 ，只有实现了Serialization的类的对象才可以被串行化。

Serializable接口中没有任何的方法。当一个类声明要实现Serializable接口时，只是表明该类参加串行化协议，而不需要实现任何特殊的方法。

下面我们通过实例介绍如何对对象进行串行化。

定义一个可串行化对象
一个类，如果要使其对象可以被串行化，必须实现Serializable接口。我们定义一个类Student如下：
import java.io.Serializable;

public class Student implements Serializable {
    int id;//学号
    String name;//姓名
    int age;//年龄
    String department;//系别
    public Student(int id,String name,int age,String department) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.department = department;
    }
}

构造对象的输入／输出流
要串行化一个对象，必须与一定的对象输出/输入流联系起来，通过对象输出流将对象状态保存下来，再通过对象输入流将对象状态恢复。
java.io包中，提供了ObjectInputStream和ObjectOutputStream将数据流功能扩展至可读写对象 。在ObjectInputStream 中用readObject()方法可以直接读取一个对象，ObjectOutputStream中用writeObject()方法可以直接将对象保存到输出流中。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class ObjectSer {
    public static void main(String[] args) throws IOException,ClassNotFoundException {
        Student stu = new Student(981036, "LiuMing", 18, "CSD");
        FileOutputStream fo = new FileOutputStream("data.ser");
        ObjectOutputStream so = new ObjectOutputStream(fo);
        try {
            so.writeObject(stu);
            so.close();
        }catch(IOException e){
            System.out.println(e);
        }
        stu = null;

        FileInputStream fi = new FileInputStream("data.ser");
        ObjectInputStream si = new ObjectInputStream(fi);
        try {
            stu = (Student)si.readObject();
            si.close();
        }catch(IOException e) {
            System.out.println(e);
        }
        System.out.println("Student Info:");
        System.out.println("ID:" + stu.id);
        System.out.println("Name:" + stu.name);
        System.out.println("Age:" + stu.age);
        System.out.println("Dep:" + stu.department);
    }
}

运行结果如下：
Student Info:
ID:981036
Name:LiuMing
Age:18
Dep:CSD

在这个例子中，我们首先定义了一个类Student，实现了Serializable接口 ，然后通过对象输出流的writeObject()方法将Student对象保存到文件 data.ser中 。之后，通过对家输入流的readObjcet()方法从文件data.ser中读出保存下来的Student对象 。从运行结果可以看到，通过串行化机制，可以正确地保存和恢复对象的状态。

串行化的注意事项
串行化能保存的元素
串行化只能保存对象的非静态成员交量，不能保存任何的成员方法和静态的成员变量，而且串行化保存的只是变量的值，对于变量的任何修饰符都不能保存。

transient关键字
对于某些类型的对象，其状态是瞬时的，这样的对象是无法保存其状态的。例如一个Thread对象或一个FileInputStream对象 ，对于这些字段，我们必须用transient关键字标明，否则编译器将报措。

串行化可能涉及将对象存放到磁盘上或在网络上发送数据，这时候就会产生安全问题。因为数据位于Java运行环境之外，不在Java安全机制的控制之中。对于这些需要保密的字段，不应保存在永久介质中 ，或者不应简单地不加处理地保存下来 。为了保证安全性，应该在这些字段前加上transient关键字。

关键字transient的一个应用举例
//LoggingInfo.java
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.Date;
public class LoggingInfo implements java.io.Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private Date loggingDate = new Date();
    private String uid;
    private transient String pwd;
    public void LoggingInfo(String user, String password) {
        uid = user;
        pwd = password;
    }

    public String toString() {
        String password = null;
        if (pwd == null) {
            password = "NOT SET";
        } else {
            password = pwd;
        }
        return "logon info: \n  " + "user: " + uid + "\n  logging date : "
+ loggingDate.toString() + "\n  password: " + password;
    }

    public static void main(String[] args) {
        LoggingInfo logInfo = new LoggingInfo("MIKE", "MECHANICS");
        System.out.println(logInfo.toString());
        try {
            ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
"logInfo.out"));
            o.writeObject(logInfo);
            o.close();
        } catch (Exception e) {
            // deal with exception
        }
        // To read the object back, we can write
        try {
            ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"logInfo.out"));
            LoggingInfo logInfo1 = (LoggingInfo) in.readObject();
            System.out.println(logInfo1.toString());
        } catch (Exception e) {
            // deal with exception
        }
    }
}

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