当程序创建的对象，在程序终止后仍要存在，并在程序下次运行时重建对象，且拥有与程序上次运行时所拥有的信息相同。序列化可以将对象写入字节流，反序列化就是将字节流恢复为对象，如下图所示。

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Java 中提供了一种通用序列化机制，实现将对象写出到输出流中，并在之后将其读回。
对象序列化
定义一个 Student 类，如下所示。

public class Student implements Serializable { private static final long serialVersionUID = -4496225960550340595L; private String name; private Integer age; private Double score; ...getter与setter... @Override public String toString() { return new StringJoiner(", ", Student.class.getSimpleName() + "[", "]") .add("name='" + name + "'") .add("age=" + age) .add("score=" + score) .toString(); } }

在程序中使用 Student 类可以创建实例来表示某一学生。

Student s = new Student(); s.setName("小赵"); s.setAge(24); s.setScore(98.5);

但是，在程序结束后，该实例会被销毁，如果想在下次运行时拥有与上次运行时相同的信息，使用 ObjectOutputStream 实例将 Student 实例序列化保存到文件中。

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("xxx")); out.writeObject(s); out.close();

对象序列化才使用 writeObject/readObject 方法，基本类型需要使用 writeInt/readInt 或 writeDouble/readDouble 这样的方法，对象流类都实现了 DataInput/DataOutput 接口。

保存到文件中后，想要使用的话就可以通过创建 ObjectInputStream 实例并调用 readObject() 方法来获取。

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("xxx")); Student saved = (Student) in.readObject(); in.close();

Serializable
Java 想要使一个类能被序列化，就需要像 Student 一样，实现 Serializable 接口。

public interface Serializable { }

该接口没有任何方法需要实现，只是作为类能被序列化的标记。但是没有该接口的话，序列化会报 java.io.NotSerializableException 异常。源码中序列化如下所示。

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) {// 判断是否实现了 Serializable 接口 writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared); } else { if (extendedDebugInfo) { throw new NotSerializableException( cl.getName() + "\n" + debugInfoStack.toString()); } else { throw new NotSerializableException(cl.getName()); } }

当然，实现 Serializable 接口的可序列的类，在序列化时，会默认将类中所有信息序列化，如果想要控制序列化对象，可以使用 transient 关键字标识需要关闭序列化的字段，如下所示。

public class Student implements Serializable { private static final long serialVersionUID = -4496225960550340595L; private String name; private transient Integer age; private Double score; ··· } // 序列化前：Student[name='小赵', age=24, score=98.5] // 反序列化后：Student[name='小赵', age=null, score=98.5]

这样使用 transient 进行标记，就可以在对象序列化时跳过。
使用 Serializable 的默认序列化会降低改变类实现的灵活性，增加 Bug 和安全漏洞的可抗性，测试也会增加负担等，因此想使用 Serializable 实现序列化时要考虑清除。
Externalizable
除了 Serializable 接口外，Java 还提供了继承 Serializable 接口的 Externalizable 接口，并且还要实现两个方法。

public class Student implements Externalizable { ... @Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { } @Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException { } }

Java 提供的 Externalizable 接口可以控制对象序列化时，不想被其序列化的信息，和反序列时，不被反序列化的信息。

@Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException { out.writeObject(name); out.writeObject(score); }@Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {// 反序列顺序要与序列化时的顺序一致，否则会报 java.lang.ClassCastException 异常 name = (String) in.readObject(); score = (Double) in.readObject(); }

这样就不会将 Student 中的 age 序列化了，对序列化过程进行控制。

readObject 和 writeObject 方法是私有的，并且只能被序列化机制调用。与此不同的是， readExternal 和 writeExternal 方法是公共的。特别是， readExternal 还潜在地允许修改现有对象的状态。

serialVersionUID
在实现 Serializable 接口的可序列化的类里，都需要显示的增加下面这行代码。

private static final long serialVersionUID = -4496225960550340595L;

该静态数据域用于显示声明序列版本 UID，并在序列化机制中，通过判断 serialVersionUID 来验证版本一致性。因此，反序列时，只要 serialVersionUID 与本地相应实体类的 serialVersionUID 一致，就可以反序列化，实现兼容，否则会报 java.io.InvalidClassException 异常。因此，只要 serialVersionUID 不变，序列化就可以读入这个类的对象的不同版本。
如果被序列化的对象具有在当前版本中所有没有的数据域，反序列化时会忽略额外的数据；如果当前版本具有在被序列化的对象所没有的数据域，那么新添加的域将被设置成它们的默认值。
显式的声明 serialVersionUID 也会带来小小的性能好处。如果没有提供显式的序列版本 UID，编译器会选择一个摘要算法，并在运行时通过高开销的计算过程来产生一个序列版本 UID，只要这个类有改动，得到的 UID 也就会变化，到时对象输入流将会拒绝反序列具有不同序列版本 UID。因此，在可序列化的类中声明显式的 serialVersionUID。
约束安全
当你确定默认的序列化形式就满足了当前环境，还必须提供一个 readObject 方法添加验证或其他行为以保证约束关系和安全性。

private void readObject(ObjectInputStream in); private void writeObject(ObjectOutputStream out);

之后，数据域就再也不会被自动序列化，取而代之的是调用这些方法。
如上所示，当反序列化时，如果学生分数不在 0~100 之间，就是错误的数值，可以保护性地编写 readObject() 方法，维护其约束条件。

public class Student implements Serializable { ... private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException { in.defaultReadObject(); // 调用默认反序列化方法 if (score < 0 || score > 100) throw new IllegalArgumentException("The score is between 0 and 100."); // 判断如果学生成绩有问题，抛出异常，终止操作。 } private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException { out.defaultWriteObject(); // 调用默认序列化方法 } }

枚举序列化
当目标对象唯一时，可使用枚举实现序列化，如下所示。

public enum Week { MONDAY,// 星期一 TUESDAY,// 星期二 WEDNESDAY,// 星期三 THURSDAY,// 星期四 FIRDAY,// 星期五 SATURDAY,// 星期六 SUNDAY; // 星期日 }

为了保证枚举类型及其定义的枚举变量在 VM 中是唯一的，Java规定了枚举常量的序列化是通过ObjectOutputStream 将枚举的 name() 方法返回的值做序列化；反序列化时，通过 ObjectInputStream 从流中读取常量名称，然后调用 java.lang.Enum.valueOf() 方法获得反序列化常量，并将常量的枚举类型和收到的常量名称作为参数传递。

public static > T valueOf(Class enumType, String name) { T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name); if (result != null) return result; if (name == null) throw new NullPointerException("Name is null"); throw new IllegalArgumentException( "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name); }

编译器在序列化和反序列化时，会忽略枚举类型定义的任何类特定的 writeObject、readObject、ReadObjectNodeData、writeReplace和readResolve方法。类似地，也会忽略任何 serialPersistentFields 或 serialVersionUID 字段声明，所有枚举类型都具有规定的 serialVersionUID 0L。记录枚举类型的可序列化字段和数据是不必要的，因为发送的数据类型没有变化。
在序列化和反序列化时，如果目标对象是唯一的，那么你必须加倍当心，这通常会在实现单例和类型安全的枚举时发生。
但在枚举之前，是通过使用 static final 来表示枚举类型，如下所示。

public class Week { public static final Week MONDAY = new Week(1); public static final Week TUESDAY = new Week(2); public static final Week WEDNESDAY = new Week(3); public static final Week THURSDAY = new Week(4); public static final Week FIRDAY = new Week(5); public static final Week SATURDAY = new Week(6); public static final Week SUNDAY = new Week(7); private int value; private Week(int v) { this.value = https://www.it610.com/article/v; } }

但是，为这个类实现 Serializable 接口变成可序列化的类后，默认序列化机制就不再适用，任何 readObject 方法都会返回一个新键的实例。

public class Week implements Serializable { public static final Week MONDAY = new Week(1); ··· }Week w = FIRDAY; ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("xxx/ioweek.txt")); out.writeObject(w); out.close(); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream("xxx/ioweek.txt")); Week s = (Week) in.readObject(); in.close();

反序列化获取的 Week 对象与序列化的 Week 对象比较 w == s 为 false，新键的实例与该类初始化时创建的实例不同，说明即使构造器私有，序列化机制也可以创建新实例。
readResolve 特性允许用 readObject 创建的实例代替另一个实例。因此，在 Week 类中定义 readResolve 方法，如下所示。

private Object readResolve() throws ObjectStreamException { if (value =https://www.it610.com/article/= 1) return Week.MONDAY; if (value == 2) return Week.TUESDAY; if (value == 3) return Week.WEDNESDAY; if (value == 4) return Week.THURSDAY; if (value == 5) return Week.FIRDAY; if (value == 6) return Week.SATURDAY; if (value == 7) return Week.SUNDAY; throw new ObjectStreamException(); }

定义 readResolve 方法后，反序列化时新键的对象会通过调用 readResolve 方法返回的值称为 readObject 的返回值，因此 w == s 返回的就是 true。
序列化实现克隆
可序列化的类可以使用序列化机制实现对象克隆。如下所示，为可序列化的 Student 类提供克隆方法。

public class Student implements Cloneable, Serializable { ... @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream(); try { // save the object to a byte array try ( ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout) ) {out.writeObject(this); } // read a clone of the object from the byte array try ( ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray())) ) { return in.readObject(); }} catch (IOException | ClassNotFoundException e) { CloneNotSupportedException ex = new CloneNotSupportedException(); ex.initCause(e); throw ex; } } }

如上所述，类想实现 clone 方法，需要实现 Cloneable 接口，之后调用该 clone 方法即可。使用 ByteArrayOutputStream 将数据保存到字节数组中，而不必将对象写出到文件中。

Student s = new Student(); s.setName("小赵"); s.setAge(24); s.setScore(98.5); Student sc = (Student) s.clone();

但这种方式也会比复制或克隆数据域的克隆方法要慢得多。当然，Java 序列化也是有风险的，最好是避免在程序中使用。
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【序列化，Java的实现方式】
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