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java使用教程怎样实现对象的序列化与反序列化 java使用教程的序列化操作技巧​

絕刀狂花

絕刀狂花

发布时间:2025-08-11 19:27:02

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来源于php中文网

原创

java对象序列化是将对象转换为字节序列以便存储或传输,反序列化则是将其恢复为对象;2. 主要应用于数据持久化、网络传输、进程间通信和缓存;3. transient关键字用于阻止字段被序列化,常用于保护敏感信息或排除运行时状态;4. serialversionuid用于确保序列化版本兼容性,显式定义可避免因类结构变化导致的反序列化失败。

java使用教程怎样实现对象的序列化与反序列化 java使用教程的序列化操作技巧​

Java中对象的序列化与反序列化,简单来说,就是把一个Java对象转换成字节序列,以便存储或传输,之后再将字节序列恢复成Java对象的过程。这对于数据持久化、网络通信或者跨进程数据交换来说,简直是基础中的基础,尤其在分布式系统里,更是绕不开的话题。

在Java里实现对象的序列化和反序列化,核心其实就围绕着

java.io.Serializable
接口和
java.io.ObjectOutputStream
/
java.io.ObjectInputStream
这几个类展开。
Serializable
接口本身是个标记接口,它不包含任何方法,仅仅是告诉JVM这个类的对象是可以被序列化的。

具体操作起来,通常是这样: 你需要让你的类实现

Serializable
接口。比如,我有一个
User
类:

import java.io.Serializable;

public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L; // 后面会聊到这个
    private String name;
    private int age;
    private transient String password; // 假设密码不希望被序列化

    public User(String name, int age, String password) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.password = password;
    }

    // Getters and Setters (实际开发中会有,这里省略)
    public String getName() { return name; }
    public int getAge() { return age; }
    public String getPassword() { return password; }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
               "name='" + name + '\'' +
               ", age=" + age +
               ", password='" + password + '\'' + // 这里会看到transient的效果
               '}';
    }
}

然后,进行序列化(写入文件为例):

立即学习Java免费学习笔记(深入)”;

import java.io.*;

public class SerializationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("张三", 30, "mySecretPass");

        try (FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("user.ser");
             ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut)) {
            out.writeObject(user);
            System.out.println("User对象已序列化到 user.ser");
        } catch (IOException i) {
            i.printStackTrace();
        }
    }
}

接着,进行反序列化(从文件读取):

import java.io.*;

public class DeserializationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User user = null;
        try (FileInputStream fileIn = new FileInputStream("user.ser");
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn)) {
            user = (User) in.readObject();
            System.out.println("User对象已从 user.ser 反序列化");
            System.out.println("反序列化后的对象: " + user);
            // 验证transient字段
            System.out.println("密码 (transient): " + user.getPassword());
        } catch (IOException i) {
            i.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException c) {
            System.out.println("User class not found");
            c.printStackTrace();
        }
    }
}

运行

SerializationDemo
后,再运行
DeserializationDemo
,你会发现
password
字段在反序列化后变成了
null
,这就是
transient
的魔力。

为什么Java对象需要序列化?它在哪些场景下特别有用?

我个人觉得,序列化这东西,最直观的用处就是“存起来”和“传出去”。想象一下,你辛辛苦苦在内存里构建了一个复杂的数据结构,一个对象图,程序一关机,这些就全没了,多可惜啊。序列化就是提供了一种机制,能把这些内存中的“活生生”的对象,变成一堆字节,然后你可以把这堆字节写到硬盘上,或者通过网络发送给另一个程序。

具体到应用场景,我觉得有几个地方特别突出:

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  • 数据持久化: 这是最常见的。比如,你想保存用户会话状态,或者游戏存档,把Java对象直接写入文件,下次启动时再读回来,省去了自己手动解析和构建对象的麻烦。虽然现在更多用数据库或者JSON/XML这些更通用的格式,但对于一些内部、结构相对固定的数据,直接序列化仍然很方便。
  • 网络传输: 在分布式系统里,服务之间经常需要交换数据。Java RMI(远程方法调用)就是基于序列化实现的。当你调用远程对象的方法时,方法的参数和返回值,如果不是基本类型,就得被序列化后才能在网络上传输。Kafka、Hadoop等很多大数据框架内部也大量依赖序列化来传输数据。
  • 进程间通信: 比如在同一个机器上,不同Java进程之间需要共享复杂对象时,序列化也是一个可行的方案。
  • 缓存: 有时候为了提高性能,我们会把一些计算结果或者常用数据缓存起来。如果缓存的是Java对象,那么将它们序列化后存入内存(如Redis的字节数组)或磁盘,是标准操作。

总之,序列化提供了一种将对象状态固化的能力,让数据能够跨越时间(持久化)和空间(网络传输)的限制。

Java序列化中的transient关键字有什么实际用途?如何避免敏感信息被序列化?

transient
关键字,我觉得它就像一个“隐形斗篷”。当你给一个字段加上
transient
修饰符时,就等于告诉Java的序列化机制:“嘿,这个字段我不想让你序列化它!”那么,在对象被写入到
ObjectOutputStream
时,这个被
transient
修饰的字段的值就不会被包含在字节流中。反序列化回来的时候,这个字段会被赋予其类型的默认值(比如对象类型是
null
,基本类型是0或
false
)。

它的实际用途,最典型的就是处理那些不适合被序列化、或者序列化了也没意义的字段。

  • 敏感信息: 就像我上面
    User
    类里的
    password
    字段。密码、密钥这类信息,通常不应该直接以明文形式序列化存储。即使存储,也应该加密。而
    transient
    提供了一个简单的机制,让这些字段压根不参与序列化过程,避免了潜在的信息泄露风险。
  • 运行时状态: 有些字段只在对象生命周期内的某个特定时刻有意义,比如一个线程对象,或者一个文件句柄。这些对象本身不能被序列化,或者序列化了也没用,甚至会引发错误。这时就可以用
    transient
    来排除它们。
  • 派生字段: 比如一个
    Person
    类有
    firstName
    lastName
    ,还有一个
    fullName
    字段是根据前两个字段计算出来的。如果
    fullName
    在每次反序列化后都能重新计算出来,那么就没有必要序列化它,用
    transient
    修饰可以节省存储空间和传输带宽。

要避免敏感信息被序列化,

transient
是最直接也最常用的方法。但要注意,如果你的敏感信息是存储在一个集合或数组中,你需要确保集合本身或集合中的每个元素都被正确处理。更高级的场景,可能就需要自定义序列化逻辑(通过实现
Externalizable
接口或者重写
readObject
/
writeObject
方法)来对敏感数据进行加密或更精细的控制了。

如何处理Java序列化中的版本兼容性问题?serialVersionUID的作用是什么?

版本兼容性问题,这是Java序列化里一个比较头疼但又不得不面对的问题。想象一下,你序列化了一个对象,过了一段时间,你修改了类的结构(比如加了字段、删了字段、改了字段类型),然后你试图用新版本的类去反序列化旧版本的字节流,或者反过来。这时候,Java的默认序列化机制可能就会“懵圈”,抛出

InvalidClassException

这就是

serialVersionUID
登场的时候了。它是一个
long
类型的静态常量,用来标识类的版本。当你一个类实现了
Serializable
接口,但没有显式定义
serialVersionUID
时,JVM会根据类的结构(包括字段名、字段类型、方法签名等)自动生成一个
serialVersionUID
。问题就出在这里:只要你对类的结构做了任何微小的改动,JVM自动生成的
serialVersionUID
就会发生变化。这样,新旧版本的类就因为
serialVersionUID
不匹配而无法进行反序列化,导致
InvalidClassException

serialVersionUID
的作用: 通过显式地定义
serialVersionUID
,我们相当于给这个类一个“身份证号”。只要这个“身份证号”不变,即使我们对类的内部结构做了某些修改(比如增加或删除非
transient
字段,但不改变现有字段的类型和名称),JVM在反序列化时,只要发现字节流中的
serialVersionUID
和当前类的
serialVersionUID
一致,它就会尝试进行反序列化。对于新增的字段,会赋予默认值;对于删除的字段,会直接忽略字节流中的对应数据。

如何处理兼容性:

  1. 显式定义
    serialVersionUID
    这是第一步,也是最重要的一步。通常我们会定义为
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    或者一个随机数。一旦定义,除非有非常明确的兼容性破坏性修改(比如改变了字段类型,或者删除了一个关键字段),否则不应该随意更改它。
  2. 谨慎修改类结构:
    • 添加新字段: 只要新字段是非
      static
      和非
      transient
      的,并且你没有改变
      serialVersionUID
      ,旧版本的序列化数据反序列化到新版本类时,新字段会得到其默认值。
    • 删除字段: 只要
      serialVersionUID
      不变,旧数据中的对应字段会被忽略。
    • 改变字段类型: 这是破坏性修改,即使
      serialVersionUID
      不变,也可能导致
      ClassCastException
      或其他运行时错误。这种情况下,可能就需要考虑更新
      serialVersionUID
      ,或者自定义序列化逻辑。
    • 改变类名或包名: 这也会导致兼容性问题,因为序列化数据中包含了完整的类名和包名信息。
  3. 自定义序列化逻辑(
    readObject
    /
    writeObject
    Externalizable
    ):
    对于更复杂的兼容性需求,或者需要更细粒度控制序列化过程的场景,可以考虑实现
    readObject
    writeObject
    方法。这两个方法允许你完全控制字段的读写顺序和逻辑。例如,你可以在
    readObject
    中判断版本,然后根据不同版本的数据格式进行解析。如果需要彻底脱离Java默认序列化机制的限制,实现
    Externalizable
    接口则提供了更强的控制力,但工作量也更大。

在我看来,

serialVersionUID
就像是给你的序列化数据打了个“版本戳”,告诉你这个数据是哪个版本的类生成的。正确使用它,能大大降低因类结构变化而导致的兼容性问题,让你的系统在演进过程中更加健壮。当然,这只是个开始,真正的兼容性管理是个系统工程,需要结合业务场景深思熟虑。

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