序列化和反序列化的概念
把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
对象的序列化主要有两种用途：
1） 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上，通常存放在一个文件中；
2） 在网络上传送对象的字节序列。
在很多应用中，需要对某些对象进行序列化，让它们离开内存空间，入住物理硬盘，以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象，当有 10万用户并发访问，就有可能出现10万个Session对象，内存可能吃不消，于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中，等要用了，再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。
当两个进程在进行远程通信时，彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据，都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。
JDK类库中的序列化API
java.io.ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。
java.io.ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。
只有实现了Serializable和Externalizable接口的类的对象才能被序列化。Externalizable接口继承自 Serializable接口，实现Externalizable接口的类完全由自身来控制序列化的行为，而仅实现Serializable接口的类可以 采用默认的序列化方式 。
对象序列化包括如下步骤：
1） 创建一个对象输出流，它可以包装一个其他类型的目标输出流，如文件输出流；
2） 通过对象输出流的writeObject()方法写对象。
对象反序列化的步骤如下：
1） 创建一个对象输入流，它可以包装一个其他类型的源输入流，如文件输入流；
2） 通过对象输入流的readObject()方法读取对象。
对象序列化和反序列范例：
定义一个Person类：
package map;
import java.io.Serializable;
/**
* Created by benjamin on 12/5/15.
*/
public class Person implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = -3751291995104363537L;
private int age;
private String name;
private String sex;
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
}
package map;
import java.io.*;
/**
* Created by piqiu on 12/8/15.
*/
public class SerializableTest {
private static final String DISK_PATH = "/Users/piqiu1/Person";
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Person p = new Person();
p.setName("benjamin");
p.setAge(24);
p.setSex("man");
serializePerson(p);
Person p2 = deserializePerson();
System.out.println("name: " + p2.getName() + ", age: " + p2.getAge() + ", sex: " + p2.getSex());
}
private static void serializePerson(Person p) throws IOException {
ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File(DISK_PATH)));
oo.writeObject(p);
System.out.println("Person序列化成功");
oo.close();
}
private static Person deserializePerson() throws IOException, ClassNotFoundException {
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File(DISK_PATH)));
Person p = (Person)ois.readObject();
System.out.println("Person反序列化成功");
return p;
}
}
执行结果：
Person序列化成功
Person反序列化成功
name: benjamin, age: 24, sex: man
我们设定的路径下面也生成了序列化的文件。
serialVersionUID的作用
serialVersionUID: 字面意思上是序列化的版本号，凡是实现Serializable接口的类都有一个表示序列化版本标识符的静态变量
private static final long serialVersionUID
一般如果在eclipse或者myeclipse中不加版本号会出现警告。
采用
+Add default serial version ID这种方式生成的serialVersionUID是1L，例如：private static final long serialVersionUID = 1L;
采用
+Add generated serial version ID这种方式生成的serialVersionUID是根据类名，接口名，方法和属性等来生成的，例如：private static final long serialVersionUID = 4603642343377807741L;
添加了之后就不会出现警告了。
在IDEA编辑器中可能会有的人不加版本号也不会警告，这是因为配置的问题。
打开Preferences -> 搜索serialVersionUID -> 勾选serializable class without serialVersionUID -> Apply
这样就会出现提示了。
那么serialVersionUID(序列化版本号)到底有什么用呢？
如果不加serialVersionUID，也是可以正常进行序列化，但是如果以后项目中需要对实体类进行增减字段的话，再进行反序列化就会报错，错误为：
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: Customer;
local class incompatible:
stream classdesc serialVersionUID = -88175599799432325,
local class serialVersionUID = -5182532647273106745
serialVersionUID的取值
serialVersionUID的取值是Java运行时环境根据类的内部细节自动生成的。如果对类的源代码作了修改，再重新编译，新生成的类文件的serialVersionUID的取值有可能也会发生变化。
类的serialVersionUID的默认值完全依赖于Java编译器的实现，对于同一个类，用不同的Java编译器编译，有可能会导致不同的 serialVersionUID，也有可能相同。为了提高serialVersionUID的独立性和确定性，强烈建议在一个可序列化类中显示的定serialVersionUID,为它赋予明确的值。
显式地定义serialVersionUID有两种用途：
1、 在某些场合，希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；
2、 在某些场合，不希望类的不同版本对序列化兼容，因此需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。
参考链接：http://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/3777987.html
readObjectNoData的使用
实现Serializable接口而付出的最大代价是，一旦一个类被发布，就大大降低了“改变这个类的实现”的灵活性。如果你接受了默认的序列化形式，并且以后又要改变这个类的内部表示法，结果可能导致序列化形式的不兼容。
如果你实现了一个带有实例域的类，它是可序列化和可扩展的，你就应该担心这样一条告诫。如果类有一些约束条件，当类的实例域被初始化成它们的默认值（整数类型为0，boolean为false，对象引用类型为null）时，就会违背这些约束条件，这时候你就必须给这个类添加这个readObjectNoData方法：
private void readObjectNoData() throws InvalidObjectException {
throw new InvalidObjectException("Stream data required");
}
下面举出一个例子来更好的理解何时和如何使用：
public class Person implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -1046907702282365423L;
private int age;
public Person(){}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
public class SerializeTest {
private static final String fileUrl = "/Users/piqiu1/Desktop/seralize.txt";
public static void main(String[] args) {
write();
// read();
}
private static void write() {
Person p = new Person();
p.setAge(10);
ObjectOutputStream oos = null;
try {
oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File(fileUrl)));
oos.writeObject(p);
oos.flush();
oos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void read() {
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File(fileUrl)));
Person p = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p.getAge());
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
上面是一个简单的序列化和反序列化的例子，现在我们在原来Person类的基础上，继承一个类Animals：
public class Animals implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 2768202150914525915L;
private String name;
public Animals(){}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
同时让Person继承它
public class Person extends Animals implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -1046907702282365423L;
private int age;
public Person(){}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
private static void read() {
ObjectInputStream ois = null;
try {
ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File(fileUrl)));
Person p = (Person)ois.readObject();
System.out.println(p.getAge() + " " + p.getName());
ois.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
上面read的时候输出的p.getName()为空。这里我们就要使用readObjectNoData方法了，在Animals类中加入下面的方法：
private void readObjectNoData() {
this.name = "benjamin";
}
这样再执行，就能够输出我们给设置的默认值了。
考虑使用自定义序列化形式
考虑以一个对象为根的对象图，相对于它的物理表示法而言，该对象的默认序列化形式是一种比较有效的编码形式。换句话说，默认的序列化形式描述了该对象内部所包含的数据，以及没一个可以从这个对象到达的其他对象的内部数据。它也描述了所有这些对象被连接起来后的拓扑结构。对于一个对象来说，理想的序列化形式应该只包含该对象锁表示的逻辑数据，而逻辑数据与物理表示法应该是各自独立的。
如果一个对象的物理表示法等同于它的逻辑内容，可能就适合于使用默认的序列化形式。
public class Name implements Serializable {
private final String lastName;
private final String firstName;
private final String middleName;
...//
}
从逻辑的角度而言，一个名字包含三个字符串，分别代表姓、名和中间名。Name中的实例域精确地反映了它的逻辑内容。
下面的例子与Name不同，它是另一个极端，该类表示了一个字符串列表：
public class StringList implements Serializable {
private int size = 0;
private Entry head = null;
private static class Entry implements Serializable {
String data;
Entry next;
Entry previous;
}
... //
}
当一个对象的物理表示法与它的逻辑数据内容有实质性的区别时，使用默认序列化形式会有以下4个缺点：
1、它使这个类的导出API永远地束缚在该类的内部表示法上。
2、它会消耗过多的空间
3、它会消耗过多的时间：序列化逻辑并不了解对象图的拓扑关系，所以它必须要经过一个昂贵的图遍历(traversal)过程。在上面的例子中，沿着next引用进行遍历是非常简单的。
4、它会引起栈溢出：默认的序列化过程要对对象图执行一次递归遍历，即使对于中等规模的对象图，这样的操作也可能会引起栈溢出。在我的机器上，如果StringList实例包含1258个元素，对它进行序列化就会导致栈溢出。到底多少个元素就会引发栈溢出，这要取决于JVM的具体实现以及Java启动时的命令行参数，（比如Heap Size的-Xms与-Xmx的值）有些实现可能根本不存在这样的问题
下面我们使用了writeObject和readObject方法和transient修饰符来改变了这个方法的实现（transient修饰符表明这个实例域将从一个类的默认序列化形式中省略掉）
public class StringList implements Serializable {
private transient int size = 0;
private transient Entry head = null;
private static class Entry {
String data;
Entry next;
Entry previous;
}
public final void add(String s) {...}
private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
s.defaultWriteObject();
s.writeInt(size);
//以正确的顺序写出所有元素
for (Entry e = head; e != null; e = e.next)
s.writeObject(e.data);
}
private void readObject(ObjectInputStream s) throws IOException, ClassNotFoundException {
s.defaultReadObject();
int numElements = s.readInt();
for (int i = 0; i < numElements; i++)
add((String) s.readObject());
}
}
我们还可以利用writeObject和readObject来进行模糊化序列化数据的操作。
假设我们有一个Person类要进行序列化操作，但是里面有一个age字段是敏感数据，毕竟女士忌谈年龄。我们可以在序列化之前模糊化该数据，将数位循环左移一位，然后在反序列化之后复位。（你可以用更安全的算法代替）
package Effective;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
/**
* Created by piqiu on 2/5/16.
*/
public class Person extends Animals implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -1046907702282365423L;
private String firstName;
private String lastName;
private int age;
private Person spouse;
public Person(String fn, String ln, int a) {
this.firstName = fn;
this.lastName = ln;
this.age = a;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream stream) throws IOException {
// 加密数据
age = age << 2;
stream.defaultWriteObject();
}
private void readObject(ObjectInputStream stream) throws IOException, ClassNotFoundException {
stream.defaultReadObject();
// 解密数据
age = age << 2;
}
@Override
public String toString() {
return "[Person: firstName=" + firstName + " lastName=" + lastName + " age=" + age +
" spouse=" + (spouse != null ? spouse.getFirstName() : "[null]") + "]";
}
public String getFirstName() {
return firstName;
}
public void setFirstName(String firstName) {
this.firstName = firstName;
}
public String getLastName() {
return lastName;
}
public void setLastName(String lastName) {
this.lastName = lastName;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public Person getSpouse() {
return spouse;
}
public void setSpouse(Person spouse) {
this.spouse = spouse;
}
}
writeReplace和readResolve的使用
序列化非常强大，我们可以通过流把对象保存在磁盘上，再从磁盘上读取转为对象，但是如果单例的对象这么转换过后可就不是单例了，为了防止这种情况发生，我们可以在单例中加入readResolve这个方法来保证单例的可靠性。
package Effective;
import java.io.Serializable;
/**
* Created by piqiu on 2/5/16.
*/
public class MySingletion implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -2786296717146940199L;
private MySingletion(){}
private static final MySingletion instance = new MySingletion();
public static MySingletion getInstance() {
return instance;
}
private Object readResolve() {
return instance;
}
}
很多情况下，类中包含一个核心数据元素，通过它可以派生或找到类中的其他字段。在此情况下，没有必要序列化整个对象。可以将字段标记为 transient，但是每当有方法访问一个字段时，类仍然必须显式地产生代码来检查它是否被初始化。
如果首要问题是序列化，那么最好指定一个 flyweight 或代理放在流中。为原始 Person 提供一个 writeReplace 方法，可以序列化不同类型的对象来代替它。类似地，如果反序列化期间发现一个 readResolve 方法，那么将调用该方法，将替代对象提供给调用者。
writeReplace 和 readResolve 方法使 Person 类可以将它的所有数据（或其中的核心数据）打包到一个 PersonProxy 中，将它放入到一个流中，然后在反序列化时再进行解包。
class PersonProxy implements java.io.Serializable
{
public PersonProxy(Person orig)
{
data = orig.getFirstName() + "," + orig.getLastName() + "," + orig.getAge();
if (orig.getSpouse() != null)
{
Person spouse = orig.getSpouse();
data = data + "," + spouse.getFirstName() + "," + spouse.getLastName() + ","
+ spouse.getAge();
}
}
public String data;
private Object readResolve()
throws java.io.ObjectStreamException
{
String[] pieces = data.split(",");
Person result = new Person(pieces[0], pieces[1], Integer.parseInt(pieces[2]));
if (pieces.length > 3)
{
result.setSpouse(new Person(pieces[3], pieces[4], Integer.parseInt
(pieces[5])));
result.getSpouse().setSpouse(result);
}
return result;
}
}
public class Person implements java.io.Serializable
{
public Person(String fn, String ln, int a)
{
this.firstName = fn; this.lastName = ln; this.age = a;
}
public String getFirstName() { return firstName; }
public String getLastName() { return lastName; }
public int getAge() { return age; }
public Person getSpouse() { return spouse; }
private Object writeReplace()
throws java.io.ObjectStreamException
{
return new PersonProxy(this);
}
public void setFirstName(String value) { firstName = value; }
public void setLastName(String value) { lastName = value; }
public void setAge(int value) { age = value; }
public void setSpouse(Person value) { spouse = value; }
public String toString()
{
return "[Person: firstName=" + firstName +
" lastName=" + lastName +
" age=" + age +
" spouse=" + spouse.getFirstName() +
"]";
}
private String firstName;
private String lastName;
private int age;
private Person spouse;
}
注意，PersonProxy 必须跟踪 Person 的所有数据。这通常意味着代理需要是 Person 的一个内部类，以便能访问 private 字段。有时候，代理还需要追踪其他对象引用并手动序列化它们，例如 Person 的 spouse。
这种技巧是少数几种不需要读/写平衡的技巧之一。例如，一个类被重构成另一种类型后的版本可以提供一个 readResolve 方法，以便静默地将被序列化的对象转换成新类型。类似地，它可以采用 writeReplace 方法将旧类序列化成新版本。