Java序列化与反序列化 – 老虫儿的笔记本

因为编辑文章时不小心用了回退键，可能导致代码出错，请自行查错

1 Java序列化的作用

我们创建一个Building.class


public class Building {

  private String name;
  private String address;

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getAddress() {
    return address;
  }

  public void setAddress(String address) {
    this.address = address;
  }
}

如果需要传输对象

 public static void main(String[] args) {
    Building b = new Building();
    b.setName("创业大厦");
    b.setAddress("天宁兰陵兰陵路26号");
    System.out.println(b);
  }

我们可以看到，传输的仅仅是类名
- ```
test.j3.c2.Building@2503dbd3
```
这时，我们就需要对Building进行序列化
序列化：把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化
序列化是将对象的数据和信息转换为可以存储或传输的形式过程，需要序列化的情况为：
- 当内存中的对象需要保存到一个文件中、数据库、缓存中的时候；
- 当对象需要传输的时候
String类支持序列化

2 序列化

对象实现了Serializable接口，就表示可以被序列化
该接口知识一个标记接口，也叫空接口，没有任何方法，所以实现了接口也不需要实现方法

Building.java


import java.io.Serializable;

public class Building implements Serializable {
  // 自定义serialVersionUID
  private static final long serialVersionUID = 8735132092273200831L;

  private String name;
  private String address;

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getAddress() {
    return address;
  }

  public void setAddress(String address) {
    this.address = address;
  }
}

Building.java中有一个serialVersionUID
- serialVersionUID主要是序列化和反序列化过程中，验证类的版本用的
- 例如：
  - Building类有两个属性：name、address，如果先把Building对象序列化，然后修改Building类，再反序列化就会失败
  - 为了避免这种情况，给serialVersionUIF赋一个固定的值，那么无论Building类增加几个属性，都能正确反序列化
自动生成serialVersionUID
- IDE工具可以方便的提供自动生成serialVersionUID值的功能
- 以IntelliJ IDEA为例：
  1. Setting->Inspections ->Serialization issues -> Serializable class without 'serialVersionUID'
  2. 点击”OK”后,打开代码。鼠标指到类名上
  3. 点开黄色灯泡提示按钮的小箭头，选择ADD ‘serialVersionUID’ field
JSON
- JSON: javaScipt Object Notation（JavaScript对象表示法）是目前最常用的对象序列化方式
- JSON官方制定了一套标准，各种语言都支持这一套标砖，所以JSON也能作为一种跨语言的文本数据交换格式，无障碍地把数据传递到其它语言的程序
- JSON基本格式
  - 必须是：对象
    - ```
    {
    }
```
- 或：数组
  - ```
  [
  ]
```
- JSON语法规则
  - 数据用名称：值（也叫键值对〕表示
    - 名称（键）必须是字符串
    - 键、值之间用冒号”:”分隔。
  - 多条数据之间，用逗号”,”分隔
  - 符号都是半角
- JSON值的类型
  - 数字（整数或浮点数）
  - 字符串（在双引号中）
  - 逻辑值(true或false)
  - 数组（在中括号中）
  - 对象（在大括号中）
  - null
  - 值可以是数组、对象，就意味着数据和对象可以任意嵌套、任意深度
- eg：
  - ```
  {
      "name": "韦小宝",
      "age": 26,
      "height": 182.4,
      "birthday": "1670-7-28",
      "isRich": true,
      "wifes": ["阿珂", "双儿", "建宁公主", "苏荃", "沐剑屏", "曾柔", "方怡"],
      "firstMaster": {
        "name": "陈近南",
        "birthday": "1634-12-1"
      }
  }
```
FastJSON
- FastJSON是一个Java语言编写的高性能、功能完善、完全支持官方标注你的JSON库
- 使用其来操作JSON以及完成对象序列化、反序列化的操作，会非常方便

对象序列化

IDE中的设置

首先导入阿里的FaseJSON包

然后引入依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba</groupId>
    <artifactId>fastjson</artifactId>
    <version>1.2.59</version>
</dependency>

最后在使用时导入
- ```
import com.alibaba.fastjson.JSON;
```

用FastJson打印对象

 public static void main(String[] args) {
    Building b = new Building();
    b.setName("创业大厦");
    b.setAddress("天宁兰陵兰陵路26号 ");
    String content = JSON.toJSONString(b);
    System.out.println(content);
  }

练习

使用序列化，在console上打印”研究生公寓’，位于”杭州市江干区学林
街628号，有’54″间房间，建筑面积”380平米”的公寓的完整信息
参考类图

代码

Apartment.java


import java.io.Serializable;

public class Apartment extends Building implements Serializable {
    private int totalRooms;
    private String builtupArea;

    public int getTotalRooms() {
        return totalRooms;
    }

    public void setTotalRooms(int totalRooms) {
        this.totalRooms = totalRooms;
    }

    public String getBuiltupArea() {
        return builtupArea;
    }

    public void setBuiltupArea(String builtupArea) {
        this.builtupArea = builtupArea;
    }
}

Building.java


import java.io.Serializable;

public class Building  {


    private String name;
    private String address;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

ObjectPrinter.java


import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class ObjectPrinter {

   public static void main(String[] args) {
        Apartment apartment = new Apartment();
        apartment.setName("研究生公寓");
        apartment.setAddress("杭州市江干区学林街628号");
        apartment.setTotalRooms(54);
        apartment.setBuiltupArea("380平米");
        String content = JSON.toJSONString(apartment);
        System.out.println(content);
    }
}

3 反序列化

把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化
在具体案例中，就是将JSON格式字符串还原为对象的过程

反序列化代码示例

public static void main(String[] args) {
    Building b = new Building();
    b.setName("创业大厦");
    b.setAddress("天宁兰陵兰陵路26号 ");

    String content = JSON.toJSONString(b);

    // 转换为一个具体的对象
    Building b2 = JSON.parseObject(content, Building.class);
    String name = b2.getName();
    System.out.println(name);

    // 特殊情况下，java系统里没有具体对象的 class ，可以反序列化为 Map
    Map bInfo = JSON.parseObject(content, Map.class);
    String name2 = (String) bInfo.get("name");
    System.out.println(name2);
  }

转化为一般对象
- 反序列化时，调用
  - ```
  JSON.parseObject(content, Building.class)
```
- 第一个参数是字符串内容，第二个参数是目标类
- 转换为具体的对象后，就可以使用对象的属性和方法了
转化为Map
- 少数复杂的场景，程序需要把字符串转换为对象，但是系统中又没有依赖具体的目标，这时可以把字符串转换为Map对象，用get(“关键字”)的方法获取对象的具体属性

练习

使用序列化，在console上打印”研究生公寓’，位于”杭州市江干区学林
街628号，有’54″间房间，建筑面积”380平米”的公寓的完整信息
然后再反序列化为两种对象
- 反序列化为“公寓”对象，在console打印公寓的名称
- 反序列化为“Map”对象，在console打印公寓的名称
参考类图

代码

Apartment.java


import java.io.Serializable;

public class Apartment extends Building implements Serializable {
    private int totalRooms;
    private String builtupArea;

    public int getTotalRooms() {
        return totalRooms;
    }

    public void setTotalRooms(int totalRooms) {
        this.totalRooms = totalRooms;
    }

    public String getBuiltupArea() {
        return builtupArea;
    }

    public void setBuiltupArea(String builtupArea) {
        this.builtupArea = builtupArea;
    }
}

Building.java


package com.youkeda.test.j3.c2;

import java.io.Serializable;

public class Building  {


    private String name;
    private String address;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

ObjectAssembler.java


package com.youkeda.test.j3.c2;

import java.util.*;
import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class ObjectAssembler{

   public static void main(String[] args) {
        Apartment apartment = new Apartment();
        apartment.setName("研究生公寓");
        apartment.setAddress("杭州市江干区学林街628号");
        apartment.setTotalRooms(54);
        apartment.setBuiltupArea("380平米");
        String content = JSON.toJSONString(apartment);
        System.out.println(content);
        
        Apartment b2 = JSON.parseObject(content, Apartment.class);
        String name = b2.getName();
        System.out.println(name);

         // 特殊情况下，java系统里没有具体对象的 class ，可以反序列化为 Map
        Map bInfo = JSON.parseObject(content, Map.class);
        String name2 = (String) bInfo.get("name");
        System.out.println(name2);
    }
}

4 序列化的例外情形

不想类的某些属性被序列化时，需要在序列化过程中排除某些字段

Building.java


import com.alibaba.fastjson.annotation.JSONField;
import java.io.Serializable;

public class Building implements Serializable {
  // 自定义serialVersionUID
  private static final long serialVersionUID = 8735132092273200831L;

  private transient String name;

  @JSONField(serialize=false)
  private String address;

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getAddress() {
    return address;
  }

  public void setAddress(String address) {
    this.address = address;
  }
}

常用排除字段的方式有两种
- 在字段上增加一个@JSONField(serialize=false) 注解，这个注解是 fastjson库提供的
- 在声明字段时，增加一个 transient 修饰关键字，这个关键字是 JDK 本身提供的
对于一个属性，这两种方法任选其一，在执行序列化的时候，都可以实现忽略其值
需要特别注意的是：这两种方式只对“序列化”过程有效，对“反序列化”过程无效
反序列化时，不受影响，只要 JSON 字符串有内容，都会按规则反序列化为对象并为属性赋值，不会因为属性字段标记为排除而不赋值

练习

使用序列化，在console上打印”研究生公寓’，位于”杭州市江干区学林
街628号，有’54″间房间，建筑面积”380平米”的公寓的完整信息
然后再反序列化为两种对象
- 公寓的“建筑面积”、“地址”两个属性设置为不可序列化
- 反序列化为“公寓”对象，在console打印公寓的名称
- 反序列化为“Map”对象，在console打印公寓的名称
参考类图

代码

Apartment.java


import java.io.Serializable;

public class Apartment extends Building implements Serializable {
    private int totalRooms;
    private  transient String builtupArea;

    public int getTotalRooms() {
        return totalRooms;
    }

    public void setTotalRooms(int totalRooms) {
        this.totalRooms = totalRooms;
    }

    public String getBuiltupArea() {
        return builtupArea;
    }

    public void setBuiltupArea(String builtupArea) {
        this.builtupArea = builtupArea;
    }
}

Building.java


package com.youkeda.test.j3.c2;

import com.alibaba.fastjson.annotation.JSONField;
import java.io.Serializable;

public class Building  {


    private String name;

   @JSONField(serialize=false)
    private String address;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

ObjectAssembler2.java


package com.youkeda.test.j3.c2;

import com.alibaba.fastjson.JSON;

import java.util.Map;

public class ObjectAssembler2 {

    public static void main(String[] args) {
        Apartment apartment = new Apartment();
        apartment.setName("研究生公寓");
        apartment.setAddress("杭州市江干区学林街628号");
        apartment.setTotalRooms(54);
        apartment.setBuiltupArea("380平米");
        String content = JSON.toJSONString(apartment);
        System.out.println("Apartment2 对象="+content);

        Apartment b2 = JSON.parseObject(content, Apartment.class);
        System.out.println("Apartment2 对象建筑面积="+b2.getBuiltupArea());

        // 特殊情况下，java系统里没有具体对象的 class ，可以反序列化为 Map
        Map bInfo = JSON.parseObject(content, Map.class);
        System.out.println("Map.address 值=" + (String) bInfo.get("address"));
    }
}

5 持久化
- 对象经过处理，冉存储在介质上的过程，就叫做持久化(Persistence)
- 持久化包含对象的存储和读取两个过程
- 实际上，由于对象是存储在计算机的内存中，是临时性的，所以必须有一种方式，能够存储下来，不随着程序停止运行或计算机关机等异常况而丢失
- 常见的久化方式有
  - 写入数据库
    - 对象写入数据，一般来说数据库都有对应的字段，使用Mybatis等框架完成读写数据，这种信况一般不需要使用序列化。但是对于一些不会检索、需要有扩展性的字段来说，可以在数据库表结构的对应字段中，存储巧JSON格式的字符串，在Java程序中再次反序列化成一个对象，使用方便且具备扩展性
  - 写入远程的缓存系统
    - 这种信况下通用的方法，就是把对象序列化为JSON字符，存入缓存。使用起来方便而简单
  - 写入文件
    - 在云时代，这种情况不太多见了，偶尔有会有，把对象序列化为JSON字符串写入文件。需要的时候再读取文件内容反序列化成对象即可
- 本文前面节所举的案例，都是一次性的输入／输出，main函数只运行了一次
- 但是实际工作中，特别是互朕网时代，绝大多数情况都是客户端与服务端之间的通讯，实际上输入/输出的通信量非常大，常常是几万、几十万个客户端与服务端通讯，服务端就必须并发响应客户端的请求
- 那么服务端要如何做，才能并发响应呢？那么请看~~我还没有写笔记的~~Java多线程编程

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