Java序列化機制與原理的深入分析

2019-11-26 16:08:18

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Java序列化算法透析

Serialization（序列化）是一種將對象以一連串的字節描述的過程；反序列化deserialization是一種將這些字節重建成一個對象的過程。Java序列化API提供一種處理對象序列化的標準機制。在這里你能學到如何序列化一個對象，什么時候需要序列化以及Java序列化的算法，我們用一個實例來示范序列化以后的字節是如何描述一個對象的信息的。
序列化的必要性

Java中，一切都是對象，在分布式環境中經常需要將Object從這一端網絡或設備傳遞到另一端。這就需要有一種可以在兩端傳輸數據的協議。Java序列化機制就是為了解決這個問題而產生。
如何序列化一個對象

一個對象能夠序列化的前提是實現Serializable接口，Serializable接口沒有方法，更像是個標記。有了這個標記的Class就能被序列化機制處理。

復制代碼代碼如下:

import java.io.Serializable;       
class TestSerial implements Serializable {       
           public byte version = 100;     
           public byte count = 0;       
} 

然后我們寫個程序將對象序列化并輸出。ObjectOutputStream能把Object輸出成Byte流。我們將Byte流暫時存儲到temp.out文件里。

復制代碼代碼如下:

public static void main(String args[]) throws IOException {       
    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");       
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);       
    TestSerial ts = new TestSerial();       
    oos.writeObject(ts);       
    oos.flush();       
    oos.close();       
}

如果要從持久的文件中讀取Bytes重建對象，我們可以使用ObjectInputStream。

復制代碼代碼如下:

public static void main(String args[]) throws      IOException {       
      FileInputStream fis = new FileInputStream("temp.out");       
      ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(fis);       
      TestSerial ts = (TestSerial) oin.readObject();       
       System.out.println("version="+ts.version);       
 } 

執行結果為

100.
對象的序列化格式

將一個對象序列化后是什么樣子呢？打開剛才我們將對象序列化輸出的temp.out文件，以16進制方式顯示。內容應該如下：

復制代碼代碼如下:

AC ED 00 05 73 72 00 0A 53 65 72 69 61 6C 54 65

73 74 A0 0C 34 00 FE B1 DD F9 02 00 02 42 00 05

63 6F 75 6E 74 42 00 07 76 65 72 73 69 6F 6E 78

70 00 64

這一坨字節就是用來描述序列化以后的TestSerial對象的，我們注意到TestSerial類中只有兩個域：

public byte version = 100;

public byte count = 0;

且都是byte型，理論上存儲這兩個域只需要2個byte，但是實際上temp.out占據空間為51bytes，也就是說除了數據以外，還包括了對序列化對象的其他描述。
Java的序列化算法

序列化算法一般會按步驟做如下事情：

◆將對象實例相關的類元數據輸出。

◆遞歸地輸出類的超類描述直到不再有超類。

◆類元數據完了以后，開始從最頂層的超類開始輸出對象實例的實際數據值。

◆從上至下遞歸輸出實例的數據

我們用另一個更完整覆蓋所有可能出現的情況的例子來說明:

復制代碼代碼如下:

    class parent implements Serializable {       
           int parentVersion = 10;       
    }  

    class contain implements Serializable{       
           int containVersion = 11;       
    }  

    public class SerialTest extends parent implements Serializable {       
           int version = 66;       
           contain con = new contain();                   
           public int getVersion() {       
                  return version;       
           }       
           public static void main(String args[]) throws IOException {       
                  FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");       
                  ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);       
                  SerialTest st = new SerialTest();       
                  oos.writeObject(st);       
                  oos.flush();       
                  oos.close();       
           }       
    } 