序列化與反序列化的定義

序列化（Serialization）與反序列化（Deserialization）是編程中常見(jiàn)的兩個(gè)概念，它們主要涉及到將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)換為可以存儲(chǔ)或傳輸?shù)母袷?，以及將存?chǔ)或傳輸?shù)母袷睫D(zhuǎn)換回原始的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο鬆顟B(tài)的過(guò)程。
這兩個(gè)過(guò)程在數(shù)據(jù)持久化、網(wǎng)絡(luò)通信、對(duì)象深拷貝等多個(gè)場(chǎng)景中發(fā)揮著重要作用。

序列化（Serialization）

序列化是指將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο鬆顟B(tài)轉(zhuǎn)換成可以存儲(chǔ)或傳輸?shù)母袷降倪^(guò)程。這個(gè)格式通常是平臺(tái)無(wú)關(guān)的，比如JSON、XML、二進(jìn)制格式等，以便可以在不同的系統(tǒng)或環(huán)境中進(jìn)行交換。序列化后的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在文件中，或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給其他系統(tǒng)。

為什么需要序列化？

• 數(shù)據(jù)持久化：將對(duì)象狀態(tài)保存到文件中，以便在程序關(guān)閉或系統(tǒng)重啟后能夠重新加載這些數(shù)據(jù)。
• 網(wǎng)絡(luò)傳輸：在網(wǎng)絡(luò)通信中，數(shù)據(jù)需要在客戶(hù)端和服務(wù)器之間傳輸，序列化可以將對(duì)象轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，便于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸。
• 對(duì)象深拷貝：通過(guò)序列化一個(gè)對(duì)象，然后立即進(jìn)行反序列化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的深拷貝。

反序列化（Deserialization）

反序列化是序列化的逆過(guò)程，即將序列化后的數(shù)據(jù)（如JSON、XML、二進(jìn)制格式等）轉(zhuǎn)換回原始的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或?qū)ο鬆顟B(tài)。這個(gè)過(guò)程允許程序在需要時(shí)重新構(gòu)建對(duì)象，并使用其原始數(shù)據(jù)。

為什么需要反序列化？

• 數(shù)據(jù)恢復(fù)：在程序啟動(dòng)時(shí)，從文件中讀取序列化后的數(shù)據(jù)，反序列化成對(duì)象，以恢復(fù)程序運(yùn)行前的狀態(tài)。
• 數(shù)據(jù)接收：在網(wǎng)絡(luò)通信中，接收到的序列化數(shù)據(jù)需要被反序列化成對(duì)象，以便在本地系統(tǒng)中使用。

Java的序列化

Java序列化是指將Java對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可以保存或傳輸?shù)母袷降倪^(guò)程。Java提供了多種序列化方式，以滿足不同的需求和場(chǎng)景。以下是Java序列化的幾種主要方式：

1. 實(shí)現(xiàn)Serializable接口

• 特點(diǎn)：這是Java默認(rèn)的序列化方式，通過(guò)實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口來(lái)標(biāo)記一個(gè)類(lèi)可以被序列化。這種序列化方式是隱式的，會(huì)自動(dòng)序列化所有非static和transient關(guān)鍵字修飾的成員變量。
• 使用場(chǎng)景：適用于大多數(shù)需要序列化的場(chǎng)景，特別是當(dāng)對(duì)象的狀態(tài)需要被持久化或在網(wǎng)絡(luò)間傳輸時(shí)。

2. 實(shí)現(xiàn)Externalizable接口

• 特點(diǎn)：與Serializable接口類(lèi)似，但Externalizable接口提供了更高的靈活性。實(shí)現(xiàn)該接口的類(lèi)必須手動(dòng)實(shí)現(xiàn)writeExternal()和readExternal()方法，以控制序列化和反序列化的過(guò)程。
• 使用場(chǎng)景：適用于需要精確控制序列化過(guò)程的場(chǎng)景，比如只序列化對(duì)象的某些部分，或者需要對(duì)序列化數(shù)據(jù)進(jìn)行加密等。

3. 使用JSON序列化庫(kù)

• 常用庫(kù)：如Jackson、Gson等。
• 特點(diǎn)：將對(duì)象轉(zhuǎn)換為JSON格式的字符串進(jìn)行序列化，可以跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。JSON格式易于閱讀和編寫(xiě)，也易于機(jī)器解析和生成。
• 使用場(chǎng)景：適用于需要與其他語(yǔ)言或系統(tǒng)交互的場(chǎng)景，或者當(dāng)對(duì)象需要被存儲(chǔ)為文本格式時(shí)。

4. 使用XML序列化庫(kù)

• 常用庫(kù)：如JAXB、XStream等。
• 特點(diǎn)：將對(duì)象轉(zhuǎn)換為XML格式的字符串進(jìn)行序列化，同樣可以跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。XML格式具有良好的可擴(kuò)展性和可讀性。
• 使用場(chǎng)景：適用于需要遵循特定XML標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)景，或者當(dāng)對(duì)象需要被存儲(chǔ)為易于人類(lèi)閱讀的格式時(shí)。

5. 使用二進(jìn)制序列化庫(kù)

• 常用庫(kù)：如Protocol Buffers（protobuf）、Apache Thrift、Apache Avro等。
• 特點(diǎn)：將對(duì)象序列化為二進(jìn)制格式進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)，效率較高。這些庫(kù)通常提供了豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和高效的編碼解碼算法。
• 使用場(chǎng)景：適用于對(duì)性能要求較高的場(chǎng)景，比如需要頻繁序列化和反序列化大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。

6. 其他序列化方式

• Hessian序列化：Hessian是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸和存儲(chǔ)Java對(duì)象的二進(jìn)制格式，可以跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)使用，效率較高。
• Kryo序列化：Kryo是一種高性能的Java序列化庫(kù)，序列化和反序列化速度都很快，但只能用于Java環(huán)境。

Java提供了多種序列化方式，每種方式都有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體需求和場(chǎng)景選擇合適的方式進(jìn)行Java對(duì)象的序列化。需要注意的是，除了Java默認(rèn)的序列化方式外，其他方式通常需要引入相應(yīng)的第三方庫(kù)。

Java默認(rèn)序列化與反序列化示例

我們先將一些Java的變量和一個(gè)Car對(duì)象序列化到 d盤(pán)的一個(gè)名為 data.dat 的文件中。

/**
 * ObjectOutputStream 的使用，完成數(shù)據(jù)的序列化
 * ObjectOutputStream 是序列化
 */
public class ObjectOutputStreamDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //序列化后，保存到文本格式不是純文本txt，而是按照它的格式來(lái)保存
        String filePath = "d:\\data.dat";

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
        oos.writeInt(100);//int -> Integer(實(shí)現(xiàn)了Serializable)
        oos.writeBoolean(true);//boolean -> Boolean(實(shí)現(xiàn)了 Serializable)
        oos.writeChar('o');//char -> Character(實(shí)現(xiàn)了Serializable)
        oos.writeDouble(4.4);//double -> Double(實(shí)現(xiàn)了 Serializable)
        oos.writeUTF("對(duì)象輸出流");//String (實(shí)現(xiàn)了Serializable)
        oos.writeObject(new Car("xiaomi su7","Pro","Gulf Blue","300,000"));
        oos.close();
        System.out.println("數(shù)據(jù)以序列化的形式保存完成");
        /*
        如果Car沒(méi)有實(shí)現(xiàn) Serializable接口，會(huì)報(bào)錯(cuò)如下：
        Exception in thread "main" java.io.NotSerializableException: org.example.io.demo.lession20.Car
        	at java.io.ObjectOutputStream.writeObject0(ObjectOutputStream.java:1184)
	        at java.io.ObjectOutputStream.writeObject(ObjectOutputStream.java:348)
	        at org.example.io.demo.lession20.ObjectOutputStreamDemo.main(ObjectOutputStreamDemo.java:24)
         */
    }
}

@Data
class Car implements Serializable {
    private String name;
    private String type;
    private static String color ;
    private transient String price ;

    public Car(String name,String type,String color,String price){
        this.name = name;
        this.type = type;
        this.color = color;
        this.price = price;
    }
}

執(zhí)行main方法后，會(huì)在d盤(pán)根目錄下看到一個(gè) data.dat的文件。

使用記事本打開(kāi)，依稀可以看到點(diǎn)什么，但明顯不是txt格式的文本。

下面我們將這個(gè)文件反序列化至程序中并打印出來(lái)：

/**
 * 讀取序列化文件，并通過(guò)反序列化恢復(fù)數(shù)據(jù)
 * ObjectInputStream 是反序列化
 */
public class ObjectInputStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        //指定反序列化的文件
        String filePath = "d:\\data.dat";
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(filePath));
        //讀?。捶葱蛄谢┑捻樞蛐枰捅４鏀?shù)據(jù)（即序列化）的順序一致，否則會(huì)有異常
        System.out.println(ois.readInt());
        System.out.println(ois.readBoolean());
        System.out.println(ois.readChar());
        System.out.println(ois.readDouble());
        System.out.println(ois.readUTF());
        System.out.println(ois.readObject().toString());
        ois.close();
    }
}

輸出結(jié)果為：

100
true
o
4.4
對(duì)象輸出流
Car(name=xiaomi su7, type=Pro, price=null)

Java 序列化與反序列化注意事項(xiàng)：

• 讀寫(xiě)順序要一致。
• 序列化與反序列化對(duì)象要實(shí)現(xiàn) Serializable 接口。
• 序列化中的類(lèi)中，建議添加SerialVersionUID,為了提高版本的兼容性。
• 序列化對(duì)象時(shí)，默認(rèn)將里面所有的屬性都進(jìn)行序列化，除了stati、transient 修飾的成員。
• 序列化對(duì)象時(shí)，要求里面屬性的類(lèi)型也需要實(shí)現(xiàn)序列化接口。
• 序列化具備可繼承性，也就是如果某類(lèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了序列化，則它的所有子類(lèi)也默認(rèn)實(shí)現(xiàn)了序列化。

TIPS：static 和 transient 在序列化中的區(qū)別

static關(guān)鍵字

• 定義：static關(guān)鍵字用于修飾類(lèi)的成員變量和方法，使其成為類(lèi)變量或類(lèi)方法，而不是實(shí)例變量或?qū)嵗椒āｎ?lèi)變量屬于類(lèi)本身，而非類(lèi)的任何特定實(shí)例。
• 序列化行為：在序列化過(guò)程中，被static修飾的變量（即類(lèi)變量）不會(huì)被序列化。這是因?yàn)閟tatic變量是類(lèi)級(jí)別的，它們不屬于任何特定的對(duì)象實(shí)例，而是由所有實(shí)例共享。因此，序列化一個(gè)對(duì)象時(shí)，不會(huì)包含其類(lèi)變量的值，因?yàn)轭?lèi)變量的值在JVM中是全局的，與特定的序列化實(shí)例無(wú)關(guān)。
• 反序列化影響：反序列化一個(gè)對(duì)象時(shí)，被static修飾的變量會(huì)保持其在JVM中的當(dāng)前值，而不是從序列化數(shù)據(jù)中恢復(fù)。這是因?yàn)殪o態(tài)變量是全局的，不受單個(gè)對(duì)象實(shí)例的序列化/反序列化過(guò)程影響。

transient關(guān)鍵字

• 定義：transient關(guān)鍵字用于修飾類(lèi)的成員變量，以指示該變量在序列化時(shí)不應(yīng)被序列化。
• 序列化行為：當(dāng)一個(gè)對(duì)象被序列化時(shí)，所有非transient修飾的成員變量都會(huì)被序列化，而transient修飾的變量則會(huì)被忽略。這意味著，在序列化后的數(shù)據(jù)中，不會(huì)包含任何被transient修飾的變量的值。
• 反序列化影響：在反序列化過(guò)程中，被transient修飾的變量將不會(huì)被恢復(fù)其序列化前的值。相反，它們會(huì)被初始化為默認(rèn)值（例如，數(shù)值類(lèi)型的變量會(huì)被初始化為0或false，對(duì)象類(lèi)型的變量會(huì)被初始化為null）。因此，開(kāi)發(fā)者需要在反序列化后，根據(jù)需要手動(dòng)為這些變量賦值。

二者對(duì)比表格

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于Java中序列化與反序列化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java序列化與反序列化內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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