Java 序列化机制

一、为什么要序列化？

1、一般情况下，只有当 JVM 处于运行时，Java 对象才可能存在，即这些对象的生命周期不会比 JVM 的生命周期更长。但在现实应用中，就可能要求在 JVM 停止运行之后能够保存（持久化）指定的对象，并在将来重新读取被保存的对象。Java 对象序列化就能够帮助我们实现该功能。

2、在网络或者进程通信中传递对象时，我们都需要使用序列化将 Java 对象转换为字节序列传输，具体表现为：发送数据前序列化对象，接收数据后反序列化对象。

二、序列化是什么？

序列化指的是允许将实现序列化的 Java 对象转换为字节序列，这些字节序列可以保存在磁盘上，或通过网络传输，以达到以后恢复成原来的对象。序列化机制使得对象可以脱离程序的运行而独立存在。

通俗易懂的讲，Java 序列化是指把 Java 对象转换为字节序列的过程，而 Java 反序列化是指把字节序列恢复为 Java 对象的过程。

三、Java 序列化机制

1.使用 Serializable 接口实现序列化

在 Java 中， 只要一个类实现了 java.io.Serializable 接口，那么它就可以被序列化。

@Data
public class UserA implements Serializable {
    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int age;
    private static String name = "张三";

    @Override
    public String toString() {
        return "User{age=" + age + "，name=" + name + "}";
    }    
}

2.使用 Externalizable 接口实现序列化

Externalizable 继承自 Serializable 接口，需要我们重写 writeExternal() 与 readExternal() 方法来决定要序列化哪些信息，并且必须要提供一个 public 的无参的构造器。

Externalizable 的性能要优于 Serializable，但也增加了复杂性。

@Data
public class UserB implements Externalizable {
    /**
     * 序列化ID
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private int age;
    private static String name = "李四";


    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeInt(age);
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        age = in.readInt();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{age=" + age + "，name=" + name + "}";
    }
}

3.序列化和反序列化

通过实现 Serializable 接口或者 Externalizable 接口，Java 对象已经具备序列化的资质了，那如何进行序列化和反序列化呢？这里利用了 ObjectOutputStream 和 ObjectInputStream 对对象进行序列化及反序列化。

    public static void main(String[] args) {
        // 序列化
        serialize();
        // 反序列化
        deserialize();
    }

    private static void serialize() {
        UserA user = new UserA();
        user.setAge(26);
        //序列化对象到文件中
        try (ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("D:\userA"))) {
            objectOutputStream.writeObject(user);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private static void deserialize() {
        try (ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream("D:\userA"))) {
            UserA user = (UserA) objectInputStream.readObject();
            System.out.println(user);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

四、序列化分析

1. serialVersionUID，即序列化ID。虚拟机能否进行反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致，否则反序列化时会抛出 InvalidClassException 异常。serialVersionUID 默认是 1L，可以不显示指定。
2. 静态变量不会被序列化。因为静态变量存在于虚拟机方法区，属于全局变量，所以在序列化或者反序列时，并不会保存静态变量。
3. transient 关键字。作用是控制变量的序列化，在变量声明前加上该关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient 变量的值被设为初始值，如 int 型的是 0，对象型的是 null。
4. 父子类的序列化。要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现 Serializable（或 Externalizable） 接口。
5. 引用类型成员变量的序列化。要想引用对象也序列化，就需要让引用对象也实现 Serializable（或 Externalizable） 接口。