Java中实体类为什么要实现Serializable序列化的作用

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：综合

客户端访问了某个能开启会话功能的资源， web服务器就会创建一个与该客户端对应的HttpSession对象，每个HttpSession对象都要站用一定的内存空间。如果在某一时间段内访问站点的用户很多，web服务器内存中就会积累大量的HttpSession对象，消耗大量的服务器内存，即使用户已经离开或者关闭了浏览器，web服务器仍要保留与之对应的HttpSession对象，在他们超时之前，一直占用web服务器内存资源。

        web服务器通常将那些暂时不活动但未超时的HttpSession对象转移到文件系统或数据库中保存，服务器要使用他们时再将他们从文件系统或数据库中装载入内存，这种技术称为Session的持久化。

         将HttpSession对象保存到文件系统或数据库中，需要采用序列化的方式将HttpSession对象中的每个属性对象保存到文件系统或数据库中；将HttpSession对象从文件系统或数据库中装载如内存时，需要采用反序列化的方式，恢复HttpSession对象中的每个属性对象。所以存储在HttpSession对象中的每个属性对象必须实现Serializable接口。

serialVersionUID 的作用

serialVersionUID 用来表明类的不同版本间的兼容性

       Java的序列化机制是通过在运行时判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。在进行反序列化时，JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体（类）的serialVersionUID进行比较，如果相同就认为是一致的，可以进行反序列化，否则就会出现序列化版本不一致的异常。

      当实现java.io.Serializable接口的实体（类）没有显式地定义一个名为serialVersionUID，类型为long的变量时，Java序列化机制会根据编译的class自动生成一个serialVersionUID作序列化版本比较用，这种情况下，只有同一次编译生成的class才会生成相同的serialVersionUID 。

       如果我们不希望通过编译来强制划分软件版本，即实现序列化接口的实体能够兼容先前版本，未作更改的类，就需要显式地定义一个名为serialVersionUID，类型为long的变量，不修改这个变量值的序列化实体都可以相互进行串行化和反串行化。

      引起这个疑问，还是从Hibernate使用查询缓存说起；对象实例除了存在于内存，二级缓存还会将对象写进硬盘在需要的时候再读取出来使用，此时就必须提到一个概念：序列化。

      程序在运行时实例化出对象，这些对象存在于内存中，随着程序运行停止而消失，但如果我们想把某些对象（一般都是各不相同的属性）保存下来或者传输给其他进程，在程序终止运行后这些对象仍然存在，可以在程序再次运行时读取这些对象的信息，或者在其他程序中利用这些保存下来的对象信息恢复成实例对象。这种情况下就要用到对象的序列化和反序列化。

 其实很早就知道的，在Java中常见的几个类，如：Interger/String等，都实现了java.io.Serializable接口。这个序列化接口没有任何方法和域，仅用于标识序列化语意；实现 Serializable 接口的类是可序列化的，没有实现此接口的类将不能被序列化和反序列化。序列化类的所有子类本身都是可序列化的，不再需要显式实现 Serializable 接口。只有经过序列化，才能兼容对象在磁盘文本以及在网络中的传输，以及恢复对象的时候反序列化等操作。

问题一：为何要实现序列化？

答：序列化就是对实例对象的状态(State 对象属性而不包括对象方法)进行通用编码（如格式化的字节码）并保存，以保证对象的完整性和可传递性。

简而言之：序列化，就是为了在不同时间或不同平台的JVM之间共享实例对象

// 经常使用如下：
public static void main(String[] args) throws Exception {
  File file = new File("user.ser");
  ObjectOutputStream oout = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file));
  User user = new User("zhang", 18, Gender.MALE);
  oout.writeObject(user);
  oout.close();
  ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));
  Object newUser = oin.readObject();
  oin.close();
  System.out.println(newUser);
}

  如没有 实现Serializable接口，在序列化时，使用ObjectOutputStream的write（object）方法将对象保存时将会出现异常。其实 java.io.Serializable 只是一个没有属性和方法的空接口，但是问题来了。。

问题二：为何一定要实现 Serializable 才能进行序列化呢？

使用 ObjectOutputStream 来持久化对象， 对于此处抛出的异常，查看该类中实现如下：

private void writeObject0(Object obj, boolean unshared) throws IOException {
  // ...
      // remaining cases
      if (obj instanceof String) {
        writeString((String) obj, unshared);
      } else if (cl.isArray()) {
        writeArray(obj, desc, unshared);
      } else if (obj instanceof Enum) {
        writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);
      } else if (obj instanceof Serializable) {
        writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
      } else {
        if (extendedDebugInfo) {
          throw new NotSerializableException(
            cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString());
        } else {
          throw new NotSerializableException(cl.getName());
        }
      }
  // ...
}

从此可知， 如果被写对象类型是String、数组、Enum、Serializable，就可以进行序列化，否则将抛出NotSerializableException。

最后提点注意：

1、在序列化对象时，不仅会序列化当前对象本身，还会对该对象引用的其它对象也进行序列化，如此引用传递序列化。如果一个对象包含的成员变量是容器类等并深层引用，那么序列化过程开销也较大。

2、当字段被声明为 transient 后，默认序列化机制就会忽略该字段。（还有方法就是自定义writeObject方法，见下代码示例）

3、在单例类中添加一个readResolve()方法（直接返回单例对象），以保证在序列化过程仍保持单例特性。

此外补充一下，

在路径下jdk中还有另外一种形式的对象持久化，即：外部化（Externalization）。

public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
 void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
 void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException;
}

外部化和序列化是实现同一目标的两种不同方法。

通过 Serializable 接口对对象序列化的支持是jdk内支持的 API ，但是java.io.Externalizable的所有实现者必须提供读入和写出的具体实现，怎么实现完全由你自定义。序列化（Serializable ）会自动存储所有必要的信息（如属性以及属性类型等），用以反序列化成原来一样的实例，而外部化（Externalizable）则只保存被存储实例中你需要的信息。

示例代码如下：

public class User implements Externalizable {
  private String name;
  transient private Integer age; // 屏蔽字段
  private Gender gender;
  public User() {
    System.out.println("none constructor");
  }
  public User(String name, Integer age, Gender gender) {
    System.out.println("arg constructor");
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.gender = gender;
  }
  // 实现读写
  private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
    out.defaultWriteObject();
    out.writeInt(age);
    // 屏蔽gender
  }
  private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    in.defaultReadObject();
    age = in.readInt();
  }
  // 具体重写
  @Override
  public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
    out.writeObject(name);
    out.writeInt(age);
    // 屏蔽gender
  }
  @Override
  public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    name = (String) in.readObject();
    age = in.readInt();
  } 
}

注意，用Externalizable进行序列化，当读取对象时，会调用被序列化类的无参构造器创建一个新的对象，然后再将被保存对象的字段的值分别填充到新对象中。实现Externalizable接口的类必须要提供一个无参的构造器，且访问权限为 public。

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