Java对象的序列化/反序列化原理及源码解析(下)

简介: Java对象的序列化/反序列化原理及源码解析(下)

Other

1. static和transient字段不能被序列化。

序列化的时候所有的数据都是来自于ObejctStreamClass对象,在生成ObjectStreamClass的构造函数中会调用fields = getSerialFields(cl);这句代码来获取需要被序列化的字段,getSerialFields()方法实际上是调用getDefaultSerialFields()方法的,getDefaultSerialFields()实现如下:

private static ObjectStreamField[] getDefaultSerialFields(Class<?> cl) {
    Field[] clFields = cl.getDeclaredFields();
    ArrayList<ObjectStreamField> list = new ArrayList<>();
    int mask = Modifier.STATIC | Modifier.TRANSIENT;
    for (int i = 0; i < clFields.length; i++) {
        if ((clFields[i].getModifiers() & mask) == 0) {
            // 如果字段既不是static也不是transient的才会被加入到需要被序列化字段列表中去
            list.add(new ObjectStreamField(clFields[i], false, true));
        }
    }
    int size = list.size();
    return (size == 0) ? NO_FIELDS :
        list.toArray(new ObjectStreamField[size]);
}

从上面的代码中可以很明显的看到,在计算需要被序列化的字段的时候会把被static和transient修饰的字段给过滤掉。


在进行反序列化的时候会给默认值。

##2. 如何实现自定义序列化和反序列化?

只需要被序列化的对象所属的类定义了void writeObject(ObjectOutputStream oos)和void readObject(ObjectInputStream ois)方法即可,Java序列化和反序列化的时候会调用这两个方法,那么这个功能是怎么实现的呢?


在ObjectClassStream类的构造函数中有下面几行代码:

cons = getSerializableConstructor(cl);
writeObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "writeObject",
    new Class<?>[] { ObjectOutputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "readObject",
    new Class<?>[] { ObjectInputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectNoDataMethod = getPrivateMethod(
    cl, "readObjectNoData", null, Void.TYPE);
hasWriteObjectData = (writeObjectMethod != null);
cons = getSerializableConstructor(cl);
writeObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "writeObject",
    new Class<?>[] { ObjectOutputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "readObject",
    new Class<?>[] { ObjectInputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectNoDataMethod = getPrivateMethod(
    cl, "readObjectNoData", null, Void.TYPE);
hasWriteObjectData = (writeObjectMethod != null);
cons = getSerializableConstructor(cl);
writeObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "writeObject",
    new Class<?>[] { ObjectOutputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectMethod = getPrivateMethod(cl, "readObject",
    new Class<?>[] { ObjectInputStream.class },
    Void.TYPE);
readObjectNoDataMethod = getPrivateMethod(
    cl, "readObjectNoData", null, Void.TYPE);
hasWriteObjectData = (writeObjectMethod != null);

getPrivateMethod()方法实现如下:

private static Method getPrivateMethod(Class<?> cl, String name,
                                   Class<?>[] argTypes,
                                   Class<?> returnType)
{
    try {
        Method meth = cl.getDeclaredMethod(name, argTypes);
        meth.setAccessible(true);
        int mods = meth.getModifiers();
        return ((meth.getReturnType() == returnType) &&
                ((mods & Modifier.STATIC) == 0) &&
                ((mods & Modifier.PRIVATE) != 0)) ? meth : null;
    } catch (NoSuchMethodException ex) {
        return null;
    }
}

可以看到在ObejctStreamClass的构造函数中会查找被序列化类中有没有定义为void writeObject(ObjectOutputStream oos) 的函数,如果找到的话,则会把找到的方法赋值给writeObjectMethod这个变量,如果没有找到的话则为null。


在调用writeSerialData()方法写入序列化数据的时候有

private void writeSerialData(Object obj, ObjectStreamClass desc)
    throws IOException
{
    ObjectStreamClass.ClassDataSlot[] slots = desc.getClassDataLayout();
    for (int i = 0; i < slots.length; i++) {
        ObjectStreamClass slotDesc = slots[i].desc;
        if (slotDesc.hasWriteObjectMethod()) {
            // 其他一些省略代码
            try {
                curContext = new SerialCallbackContext(obj, slotDesc);
                bout.setBlockDataMode(true);
                // 在这里调用用户自定义的方法
                slotDesc.invokeWriteObject(obj, this);
                bout.setBlockDataMode(false);
                bout.writeByte(TC_ENDBLOCKDATA);
            } finally {
                curContext.setUsed();
                curContext = oldContext;
                if (extendedDebugInfo) {
                    debugInfoStack.pop();
                }
            }
            curPut = oldPut;
        } else {
            defaultWriteFields(obj, slotDesc);
        }
    }
}

首先会调用hasWriteObjectMethod()方法判断有没有自定义的writeObject(),代码如下:

boolean hasWriteObjectMethod() {
    return (writeObjectMethod != null);
}


hasWriteObjectMethod()这个方法仅仅是判断writeObjectMethod是不是等于null,而上面说了,如果用户自定义了void writeObject(ObjectOutputStream oos)这么个方法,则writeObjectMethod不为null,在if()代码块中会调用slotDesc.invokeWriteObject(obj, this);方法,该方法中会调用用户自定义的writeObject()方法。


Java编程思想相关知识点


当程序运行时,有关对象的信息就存储在了内存当中,但是当程序终止时,对象将不再继续存在。我们需要一种储存对象信息的方法,使我们的程序关闭之后他还继续存在,当我们再次打开程序时,可以轻易的还原当时的状态。这就是对象序列化的目的。


java的对象序列化将那些实现了Serializable接口的对象转换成一个字节序列,并且能够在以后将这个字节序列完全恢复为原来的对象,甚至可以通过网络传播。 这意味着序列化机制自动弥补了不同OS之间的差异.


如此,java实现了“轻量级持久性”,为啥是轻量级,因为在java中我们还不能直接通过一个类似public这样的关键字直接使一个对象序列化,并让系统自动维护其他细节问题。因此我们只能在程序中显示地序列化与反序列化


对象序列化的概念加入到语言中是为了支持两种主要特性:


java的远程方法调用(RMI),它使存活于其他计算机上的对象使用起来就像存活于本机上一样。当远程对象发送消息时,需要通过对象序列化来传输参数和返回值。

对于Java Bean来说,对象序列化是必须的。使用一个Bean时,一般情况下是在设计阶段对它的状态信息进行配置。这种状态信息必须保存下来,并在程序启动的时候进行后期恢复,这种具体工作就是由对象序列化完成的。

使用——对象实现Serializable接口(仅仅是一个标记接口,没有任何方法)。


序列化一个对象:

1. 创建某些OutputStream对象

2. 将其封装在一个ObjectOutputStream对象内

3. 只需调用writeObject()即可将对象序列化

注:也可以为一个String调用writeObject();也可以用与DataOutputStream相同的方法写入所有基本数据类型(它们具有同样的接口)


反序列化

将一个InputStream封装在ObjectInputStream内,然后调用readObject()。最后获得的是一个引用,它指向一个向上转型的Object,所以必须向下转型才能直接设置它们


对象序列化不仅保存了对象的“全景图”,而且能够追踪对象内所包含的所有引用,并保存这些对象;接着又能对对象内包含的每个这样的引用进行追踪;以此类推。这种情况有时被称为“对象网”。


例子:

ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(“worm.out”);

out.writeObject(w);

out.close();

ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(“worm.out”);

String s = (String)in.readObject();


在对一个Serializable对象进行还原的过程中,没有调用任何构造器,包括默认的构造器。

整个对象都是通过InputStream中取得数据恢复而来的。


寻找类:必须保证java虚拟机能够找到相关的.class文件。找不到就会得到一个ClassNotFOundExcption的异常。


序列化的控制——通过实现Externalizable接口——代替实现Serializable接口——来对序列化过程进行控制。

1. Externalizable接口继承了Serializable接口,增加了两个方法,writeExternal()和readExternal(),这两个方法会在序列化和反序列化还原的过程中被自动调用。

2. Externalizable对象,在还原的时候所有普通的默认构造器都会被调用(包括在字段定义时的初始化)(只有这样才能使Externalizable对象产生正确的行为),然后调用readExternal().

3. 如果我们从一个Externalizable对象继承,通常需要调用基类版本的writeExternal()和readExternal()来为基类组件提供恰当的存储和恢复功能。

4. 为了正常运行,我们不仅需要在writeExternal()方法中将来自对象的重要信息写入,还必须在readExternal()中恢复数据


防止对象的敏感部分被序列化,两种方式:

1. 将类实现Externalizable,在writeExternal()内部只对所需部分进行显示的序列化

2. 实现Serializable,用transient(瞬时)关键字(只能和Serializable一起使用)逐个字段的关闭序列化,他的意思:不用麻烦你保存或恢复数据——我自己会处理。


Externalizable的替代方法

1. 实现Serializable接口,并添加名为writeObject()和readObject()的方法,这样一旦对象被序列化或者被反序列化还原,就会自动的分别调用writeObject()和readObject()的方法(它们不是接口的一部分,接口的所有东西都是public的)。只要提供这两个方法,就会使用它们而不是默认的序列化机制。

2. 这两个方法必须具有准确的方法特征签名,但是这两个方法并不在这个类中的其他方法中调用,而是在ObjectOutputStream和ObjectInputStream对象的writeObject()和readObject()方法

[图片上传失败…(image-c92672-1517928660769)]

3. 技巧:在你的writeObject()和readObject()内部调用defaultWriteObject()和defaultReadObject来选择执行默认的writeObject()和readObject();如果打算使用默认机制写入对象的非transient部分,那么必须调用defaultwriteObject()和defaultReadObject(),且作为writeObject()和readObject()的第一个操作。


使用“持久性”

1. 只要将任何对象序列化到单一流中,就可以恢复出与我们写出时一样的对象网,并且没有任何意外重复复制出的对象。当然,我们可以在写出第一个对象和写出最后一个对象期间改变这些对象的状态,但是这是我们自己的事;无论对象在被序列化时处于什么状态(无论它们和其他对象有什么样的连接关系),我们都可以被写出。

2. Class是Serializable的,因此只需要直接对Class对象序列化,就可以很容易的保存static字段,任何情况下,这都是一种明智的做法。但是必须自己动手去实现序列化static的值。

使用serializeStaticState()和deserializeStaticState()两个static方法,它们是作为存储和读取过程的一部分被显示的调用的

3. 安全问题:序列化会将private数据保存下来,对于你关心的安全问题,应将其标记为transient。但是这之后,你还必须设计一种安全的保存信息的方法,以便在执行恢复时可以复位那些private变量。


目录
相关文章
|
1月前
|
存储 安全 Java
Java 集合面试题从数据结构到 HashMap 源码剖析详解及长尾考点梳理
本文深入解析Java集合框架,涵盖基础概念、常见集合类型及HashMap的底层数据结构与源码实现。从Collection、Map到Iterator接口,逐一剖析其特性与应用场景。重点解读HashMap在JDK1.7与1.8中的数据结构演变,包括数组+链表+红黑树优化,以及put方法和扩容机制的实现细节。结合订单管理与用户权限管理等实际案例,展示集合框架的应用价值,助你全面掌握相关知识,轻松应对面试与开发需求。
108 3
|
2月前
|
存储 安全 IDE
说一说序列化与反序列化中存在的问题
本文详细解析了Java中的序列化机制,包括序列化的概念、实现方式及应用场景。通过Student类的实例演示了对象的序列化与反序列化过程,并分析了`Serializable`接口的作用以及`serialVersionUID`的重要意义。此外,文章还探讨了如何通过自定义`readObject()`方法增强序列化的安全性,以及解决可序列化单例模式中可能产生的多实例问题。最后提供了代码示例和运行结果,帮助读者深入理解序列化的原理与实践技巧。
|
2月前
|
JSON JavaScript 前端开发
Go语言JSON 序列化与反序列化 -《Go语言实战指南》
本文介绍了 Go 语言中使用 `encoding/json` 包实现 JSON 与数据结构之间的转换。内容涵盖序列化(`Marshal`)和反序列化(`Unmarshal`),包括基本示例、结构体字段标签的使用、控制字段行为的标签(如 `omitempty` 和 `-`)、处理 `map` 和切片、嵌套结构体序列化、反序列化未知结构(使用 `map[string]interface{}`)以及 JSON 数组的解析。最后通过表格总结了序列化与反序列化的方法及类型要求,帮助开发者快速掌握 JSON 数据处理技巧。
|
2月前
|
Java
深入JavaSE:详解Java对象的比较。
总的来说,Java对象的比较就像海洋生物的比较,有外在的,有内在的,有面对所有情况的,也有针对特殊情况的。理解并掌握这些比较方式,就能更好地驾驭Java的世界,游刃有余地操作Java对象。
58 12
|
2月前
|
JavaScript Java 关系型数据库
家政系统源码,java版本
这是一款基于SpringBoot后端框架、MySQL数据库及Uniapp移动端开发的家政预约上门服务系统。
家政系统源码,java版本
|
2月前
|
供应链 JavaScript 前端开发
Java基于SaaS模式多租户ERP系统源码
ERP,全称 Enterprise Resource Planning 即企业资源计划。是一种集成化的管理软件系统,它通过信息技术手段,将企业的各个业务流程和资源管理进行整合,以提高企业的运营效率和管理水平,它是一种先进的企业管理理念和信息化管理系统。 适用于小微企业的 SaaS模式多租户ERP管理系统, 采用最新的技术栈开发, 让企业简单上云。专注于小微企业的应用需求,如企业基本的进销存、询价,报价, 采购、销售、MRP生产制造、品质管理、仓库库存管理、财务应收付款, OA办公单据、CRM等。
170 23
|
3月前
|
前端开发 Java 关系型数据库
基于Java+Springboot+Vue开发的鲜花商城管理系统源码+运行
基于Java+Springboot+Vue开发的鲜花商城管理系统(前后端分离),这是一项为大学生课程设计作业而开发的项目。该系统旨在帮助大学生学习并掌握Java编程技能,同时锻炼他们的项目设计与开发能力。通过学习基于Java的鲜花商城管理系统项目,大学生可以在实践中学习和提升自己的能力,为以后的职业发展打下坚实基础。技术学习共同进步
262 7
|
3月前
|
编解码 JavaScript 前端开发
【Java进阶】详解JavaScript的BOM(浏览器对象模型)
总的来说,BOM提供了一种方式来与浏览器进行交互。通过BOM,你可以操作窗口、获取URL、操作历史、访问HTML文档、获取浏览器信息和屏幕信息等。虽然BOM并没有正式的标准,但大多数现代浏览器都实现了相似的功能,因此,你可以放心地在你的JavaScript代码中使用BOM。
111 23
|
3月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
Java汽车租赁系统源码(含数据库脚本)
Java汽车租赁系统源码(含数据库脚本)
68 4
|
8月前
|
存储 缓存 NoSQL
一篇搞懂!Java对象序列化与反序列化的底层逻辑
本文介绍了Java中的序列化与反序列化,包括基本概念、应用场景、实现方式及注意事项。序列化是将对象转换为字节流,便于存储和传输;反序列化则是将字节流还原为对象。文中详细讲解了实现序列化的步骤,以及常见的反序列化失败原因和最佳实践。通过实例和代码示例,帮助读者更好地理解和应用这一重要技术。
292 0

热门文章

最新文章