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[Java知识库]序列化深入浅出 —— Java版本

参看：

《深入理解序列化与反序列化》牛晓丽
https://www.bilibili.com/video/BV1E7411q7QK
https://tech.meituan.com/2015/02/26/serialization-vs-deserialization.html

一、概念&作用

将本地已经实例化的某个对象（此对象有参数），有 传输或持久化、重构Java对象 的需求，怎么才能把数据包装到一起？

众所周知，参数指向内存中的地址，这些内存地址存储着实际的数据，这些地址可能并不连续，这就使得在内存中到处都有此对象的参数数据，怎么才能把这些数据全部集合在一起呢？得到集成在一起的数据了，怎么才能把它转化为内存的对象参数呢？

在这里插入图片描述

这就需要使用 序列化和反序列化 技术：

序列化：将某个对象集成压缩成字节流或文本的形式，将参数引用指向的数据全部集成在一起（参数对象可能有多个引用，指向内存中不同的地方，集成就是把全部数据整理到内存中一块连续的区域）。
反序列化：将字节流或文本转换成内存中的对象实例，即在内存中分配对象的内存并赋值（参数地址和引用）。

注意：即使是经过序列化之后传递的数据，也是经过计算机网络的五层架构进行数据传输，最终都是以为二进制形式传输的。

序列化常用类型分为 text and binary 两种形式（不常用不列），即字符串和字节流。

text ： JSON、XML等都是序列化后的数据。比较成熟的开源类库有Gson、Fastjson。
binary：字节流，更快更轻盈（String字符串其就是）。

从Java9开始，String使用byte[]存储，即字节流。

序列化技术，具有 跨语言、跨平台、可扩展和向下兼容 的优点。比如C语言中序列化一个对象后，可以被对应的Java语言解析出来。

二、Java实现序列化

数据对象，必须被encoding编码以后才能被序列化（UTF-8等）。下面使用Java分别实现序列化实体类实例为 字节流和文本，文本处以JSON数据格式为例。

1.字节流序列化

Java实现序列化注意的点：

某个类可以被序列化，则其子类也可以被序列化
声明为 static 和 transient 的成员变量，不能被序列化。static 成员变量是描述类级别的属性，transient 表示临时数据。
反序列化读取序列化对象的顺序要保持一致。
只有实现了 Serializable及其子类 的对象才能被序列化，否则抛出异常。（好像，json的序列化不用实现）。

以序列化为二进制数据存储到本地为例（字节流序列化实际应用偏向于存储到本地），简单实现：

实体类User

public class User implements Serializable {
    
    // getter,setter,constructor 加上

    private static final long serialVersionUID = 5887391604554532906L;

    private String name;

    private Integer age;

    private Character sex;

}

序列化和反序列化操作

public static void main(String[] args) throws Exception {

    // 序列化 二进制存储到本地
    User user = new User("张三",22,'男');
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("User.obj"));
    oos.writeObject(user); // 写到本地文件中

    //反序列化 从本地文件中获取数据
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("User.obj"));
    User user1 = (User) ois.readObject();
    System.out.println(user1);
    
}

现在，就可在当前项目的根目录看到此文件（也可以自己指定位置），打开它（建议使用sublime text或其他编辑器打开）：

在这里插入图片描述

2.JSON序列化

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以为JSON序列化，进行打印为例。JSON序列化实际应用偏向于传输数据。这里使用Java类库实现简单Java对象转换为JSON字符串：

// user 是前面代码中的实现
// 使用java类库 throws JsonProcessingException
String json = new ObjectMapper().writeValueAsString(user);
System.out.println(json);

输出如下

{“name”:“张三”,“age”:22,“sex”:“男”}

简单实现肯定是有一些问题，那么为什么我这么敷衍？因为我们可以使用阿里的fastjson类库，使用及其广泛，特别强大！【点击我查看并学习fastjson使用】。

3.二者区别

二进制序列化器需要实体类实现Serializable接口或其子类，而Json序列化器不需要。
二进制序列化器只能序列化字段，而不能序列化属性，也就是说当一个类中不显示定义字段，二进制序列化器是不起作用的，JSON序列化器没有这条规定。二进制序列化器中，若某个字段不需要序列化，可应用[NonSerialized]特性。
二进制序列化后得到的是一个二进制文件，而JSON序列化后得到的是JSON字符串。
二进制序列化JSON所在内存小，JSON易读。json依据逐渐演变成前后端交互数据的定义格式。

三、序列化安全

1.serialVersionUID

针对于二进制序列化

举个例子：在平时我们与人说话交流的时候，大家都用普通话，如果有人使用家乡话，你就会感觉到听不懂了，更别说好好交流了。这里的普通话就是一种协议，作为我们与身边人的语言协议，大家都遵守它才能高效沟通。

而serialVersionUID就是序列化操作的协议，我在解析别人传递给我的数据的时候，会去检查此文件是否遵守协议，遵守我才能正常解析，不遵守我就直接抛出异常（解析也会出现问题）。即反序列化时，JVM会判断serialVersionUID是否一致，不一致就会直接抛出异常。

比如前后使用不同的serialVersionUID：

在这里插入图片描述

当我们一个实体类中没有显式的定义一个名为 serialVersionUID、类型为long的变量时，Java序列化机制会根据编译时的class自动生成一个serialVersionUID作为序列化版本比较，这种情况下，只有同一次编译生成的class才会生成相同的serialVersionUID。时间不同，也会出错。那么如何决呢？便是在本地类中加个serialVersionUID变量，值保持不变，便可以进行序列化和反序列化（显式的定义一个serialVersionUID）。