对象的串行化(Serialization)

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一、串行化的概念和目的

1.什么是串行化

对象的寿命通常随着生成该对象的程序的终止而终止。有时候,可能需要将对象的状态保存下来,在需要时再将对象恢复。我们把对象的 这种能记录自己的状态以便将来再生的能力。叫作对象的持续性(persistence)。对象通过写出描述自己状态的数值来记录自己 ,这个过程叫对象的串行化(Serialization) 。串行化的主要任务是写出对象实例变量的数值。如果交量是另一对象的引用,则引用的对象也要串行化。这个过程是递归的,串行化可能要涉及一个复杂树结构的 单行化,包括原有对象、对象的对象、对象的对象的对象等等。对象所有权的层次结构称为图表(graph)。

2.串行化的目的

Java对象的单行化的目标是为Java的运行环境提供一组特性,如下所示:

1)       尽量保持对象串行化的简单扼要 ,但要提供一种途径使其可根据开发者的要求进行扩展或定制。

2)       串行化机制应严格遵守Java的对象模型 。对象的串行化状态中应该存有所有的关于种类的安全特性的信息。

3)       对象的串行化机制应支持Java的对象持续性。

4)       对象的串行化机制应有足够的 可扩展能力以支持对象的远程方法调用(RMI)。

5)       对象串行化应允许对象定义自身 的格式即其自身的数据流表示形式,可外部化接口来完成这项功能。

 

 

 

二、串行化方法
从JDK1.1开始,Java语言提供了对象串行化机制 ,在java.io包中,接口Serialization用来作为实现对象串行化的工具 ,只有实现了Serialization的类的对象才可以被串行化。

Serializable接口中没有任何的方法。当一个类声明要实现Serializable接口时,只是表明该类参加串行化协议,而不需要实现任何特殊的方法。下面我们通过实例介绍如何对对象进行串行化。

1.定义一个可串行化对象

一个类,如果要使其对象可以被串行化,必须实现Serializable接口。我们定义一个类Student如下:

  1. import java.io.Serializable;
  2. public class Student implements Serializable {
  3. int id;// 学号
  4. String name;// 姓名
  5. int age;// 年龄
  6. String department; // 系别
  7. public Student(int id, String name, int age, String department) {
  8. this.id = id;
  9. this.name = name;
  10. this.age = age;
  11. this.department = department;
  12. }
  13. }

2.构造对象的输入/输出流

要串行化一个对象,必须与一定的对象输出/输入流联系起来,通过对象输出流将对象状态保存下来,再通过对象输入流将对象状态恢复。

java.io包中,提供了ObjectInputStream和ObjectOutputStream将数据流功能扩展至可读 写对象 。在ObjectInputStream 中用readObject()方法可以直接读取一个对象,ObjectOutputStream中用writeObject()方法可以直接将对象保存到 输出流中。

  1. import java.io.FileInputStream;
  2. import java.io.FileOutputStream;
  3. import java.io.IOException;
  4. import java.io.ObjectInputStream;
  5. import java.io.ObjectOutputStream;
  6. public class ObjectSer {
  7. public static void main(String args[]) throws IOException,
  8. ClassNotFoundException {
  9. Student stu = new Student(981036, “LiuMing”, 18, “CSD”);
  10. FileOutputStream fo = new FileOutputStream(“data.ser”);
  11. ObjectOutputStream so = new ObjectOutputStream(fo);
  12. try {
  13. so.writeObject(stu);
  14. so.close();
  15. } catch (IOException e) {
  16. System.out.println(e);
  17. }
  18. stu = null;
  19. FileInputStream fi = new FileInputStream(“data.ser”);
  20. ObjectInputStream si = new ObjectInputStream(fi);
  21. try {
  22. stu = (Student) si.readObject();
  23. si.close();
  24. } catch (IOException e)
  25. {
  26. System.out.println(e);
  27. }
  28. System.out.println(“Student Info:”);
  29. System.out.println(“ID:” + stu.id);
  30. System.out.println(“Name:” + stu.name);
  31. System.out.println(“Age:” + stu.age);
  32. System.out.println(“Dep:” + stu.department);
  33. }
  34. }

运行结果如下:

Student Info:

ID:981036

Name:LiuMing

Age:18

Dep:CSD

在这个例子中,我们首先定义了一个类Student,实现了Serializable接口 ,然后通过对象输出流的writeObject()方法将Student对象保存到文件 data.ser中 。之后,通过对家输入流的readObjcet()方法从文件data.ser中读出保存下来的Student对象 。从运行结果可以看到,通过串行化机制,可以正确地保存和恢复对象的状态。

三、串行化的注意事项
1.串行化能保存的元素

串行化只能保存对象的非静态成员交量,不能保存任何的成员方法和静态的成员变量,而且串行化保存的只是变量的值,对于变量的任何修饰符都不能保存。

2.transient关键字

对于某些类型的对象,其状态是瞬时的,这样的对象是无法保存其状态的。例如一个Thread对象或一个FileInputStream对象 ,对于这些字段,我们必须用transient关键字标明,否则编译器将报措。

另外 ,串行化可能涉及将对象存放到 磁盘上或在网络上发达数据,这时候就会产生安全问题。因为数据位于Java运行环境之外,不在Java安全机制的控制之中。对于这些需要保密的字段,不应 保存在永久介质中 ,或者不应简单地不加处理地保存下来 ,为了保证安全性。应该在这些字段前加上transient关键字。

下面是java规范中对transient关键字的解释:
The   transient   marker   is   not   fully   specified   by   The   Java   Language     Specification   but   is   used   in   object   serialization   to   mark   member   variables   that   should   not   be   serialized.

 

以下是transient的一个应用举例:

//LoggingInfo.java
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.Date;

public class LoggingInfo implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private Date loggingDate = new Date();
private String uid;
private transient String pwd;

LoggingInfo(String user, String password) {
uid = user;
pwd = password;
}

public String toString() {
String password = null;
if (pwd == null) {
password = “NOT SET”;
} else {
password = pwd;
}
return “logon info: \n   ” + “user: ” + uid + “\n   logging date : ”
+ loggingDate.toString() + “\n   password: ” + password;
}

public static void main(String[] args) {
LoggingInfo logInfo = new LoggingInfo(“MIKE”, “MECHANICS”);
System.out.println(logInfo.toString());
try {
ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
“logInfo.out”));
o.writeObject(logInfo);
o.close();
} catch (Exception e) {// deal with exception
}
// To read the object back, we can write
try {
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
“logInfo.out”));
LoggingInfo logInfo1 = (LoggingInfo) in.readObject();
System.out.println(logInfo1.toString());
} catch (Exception e) {// deal with exception
}
}
}



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