Java序列化的深入理解

为什么要序列化与反序列化

当我们的应用需要从网络获取包括文本、图片、音频、视频等资源时,这些数据都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这些Java对象转换为字节序列,然后在网络上传送,接收方需要从字节序列中恢复出Java对象。使用序列化之后才能将对象保存在本地,也才能将对象在网络上传输。

什么是序列化与反序列化

Java序列化是指把Java对象转换为字节序列的过程,而Java反序列化是指把字节序列恢复为Java对象的过程。

序列化:对象序列化的最主要的用处就是在传递和保存对象的时候,保证对象的完整性和可传递性。序列化是把对象转换成有序字节流,以便在网络上传输或者保存在本地文件中。序列化后的字节流保存了Java对象的状态以及相关的描述信息。序列化机制的核心作用就是对象状态的保存与重建。

反序列化:客户端从文件中或网络上获得序列化后的对象字节流后,根据字节流中所保存的对象状态及描述信息,通过反序列化重建对象。

使用Java对象序列化,在保存对象时,会把其状态保存为一组字节,在未来,再将这些字节组装成对象。必须注意地是,对象序列化保存的是对象的"状态",即它的成员变量。由此可知,对象序列化不会关注类中的静态变量。
除了在持久化对象时会用到对象序列化之外,当使用RMI(远程方法调用),或在网络中传递对象时,都会用到对象序列化。

哪些场景需要序列化

永久性保存对象,保存对象的字节序列到本地文件中;
对象在网络中传递;
对象在 IPC 间传递。

Android中的两种序列化机制
  • 实现 Serializable 接口
  • 实现 parcelable 接口
Serializable 和 Parcelable 的区别
  • Serializeble 是 java 的序列化方式,Parcelable 是 Android 特有的序列化方式;

  • 在使用内存的时候,Parcelable 比 Serializable 性能高,所以推荐使用 Parcelable。

  • Serializable 在序列化的时候会产生大量的临时变量,从而引起频繁的 GC。

  • Parcelable 不能使用在要将数据存储在磁盘上的情况,因为 Parcelable 不能很好的保证数据的持续性在外界有变化的情况下。尽管 Serializable 效率低点, 也不提倡用,但在这种情况下,还是建议你用 Serializable。

  • Serializeble 序列化的方式比较简单,直接集成一个接口就好了,而 parcelable 方式比较复杂,不仅需要集成 Parcelable 接口还需要重写里面的方法。

Serializable接口

public interface Serializable {
}

Serializable 是 Java 提供的序列化接口,它是一个空接口,对,没有声明任何方法,没有任何代码实现。
Serializable 用来标识当前类可以被 ObjectOutputStream 序列化,以及被 ObjectInputStream 反序列化。只要你的类打上了“Serializable”这个标记,就可以使用流把它写出去,如果没有打上这个标记你就去用流写的话,它就会抛出一个异常。

Serializable 有以下几个特点:
  • 可序列化类中,未实现 Serializable 的属性状态无法被序列化/反序列化
  • 也就是说,反序列化一个类的过程中,它的非可序列化的属性将会调用无参构造函数重新创建
  • 因此这个属性的无参构造函数必须可以访问,否者运行时会报错
  • 一个实现序列化的类,它的子类也是可序列化的
  • Serializable的对象里的对象类,也需要实现Serializable
serialVersionUID

一般在实体类中,我们最好再定义一个serialVersionUID字段,值可以随便写一个,比如:

private static final long serialVersionUID = 1L;

比如,我们的User类,之前已经被序列化到文件里,现在由于需求变更,需要在User类中再加一个字段userId,那么,加好之后,此时再去反序列化之前已经保存在文件里的对象,会抛出异常,就是因为java检测到现在的serialVersionUID与保存在文件里的serialVersionUID不一致,由于我们之前没有手动定义serialVersionUID这个字段,所以这个字段是java自己算的一个值,每次增加或者删除字段,这个值都会变化,如果,我们手动写死的话,这个值就不变了,也不会报异常了。

Parcelable 接口

parcel的中文意思是包裹,parcelable是可打包的意思。
实现了 Parcelable 接口的类在序列化和反序列化时会被转换为 Parcel 类型的数据 。Parcel 是一个载体,它可以包含数据或者对象引用,然后通过 IBinder 在进程间传递。

Parcelable 接口:
实现Parcelable接口主要需要实现writeToParcel方法和createFromParcel这两个,一个是将对象写为Parcel对象,一个是将Parcel对象转为本对象,内部需要自己按照规则实现。

public interface Parcelable {
    //writeToParcel() 方法中的参数,用于标识当前对象作为返回值返回
    //有些实现类可能会在这时释放其中的资源
    public static final int PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE = 0x0001;

    //writeToParcel() 方法中的第二个参数,它标识父对象会管理内部状态中重复的数据
    public static final int PARCELABLE_ELIDE_DUPLICATES = 0x0002;

    //用于 describeContents() 方法的位掩码,每一位都代表着一种对象类型
    public static final int CONTENTS_FILE_DESCRIPTOR = 0x0001;

    //描述当前 Parcelable 实例的对象类型
    //比如说,如果对象中有文件描述符,这个方法就会返回上面的 CONTENTS_FILE_DESCRIPTOR
    //其他情况会返回一个位掩码
    public int describeContents();

    //将对象转换成一个 Parcel 对象
    //参数中 dest 表示要写入的 Parcel 对象
    //flags 表示这个对象将如何写入
    public void writeToParcel(Parcel dest, int flags);

    //实现类必须有一个 Creator 属性,用于反序列化,将 Parcel 对象转换为 Parcelable 
    public interface Creator<T> {

        public T createFromParcel(Parcel source);

        public T[] newArray(int size);
    }

    //对象创建时提供的一个创建器
    public interface ClassLoaderCreator<T> extends Creator<T> {
        //使用类加载器和之前序列化成的 Parcel 对象反序列化一个对象
        public T createFromParcel(Parcel source, ClassLoader loader);
    }
}

transient

假如说User类中有个字段我不想序列化,比如那个password字段,他保存的是用户的密码,这是敏感数据,如果序列化之后,万一泄漏了怎么办,这不要出事了,那我们怎么办呢,其实很简单,只需要在这个字段之前加transient关键字就可以了:

    private transient String password;

实现Parcelable示例:

public class ParcelableGroupBean implements Parcelable {
    private String name;
    private List<String> list;
    private User user;

    /**
     * 4.自动创建的的构造器,使用反序列化得到的 Parcel 构造对象
     * @param in
     */
    protected ParcelableGroupBean(Parcel in) {
        name = in.readString();
        list = in.createStringArrayList();
        user = in.readParcelable(User.class.getClassLoader());  //读取一个类对象是,需要传入该类的classloader
    }

    /**
     * 内容描述
     * @return
     */
    @Override
    public int describeContents() {
        //几乎都返回 0,除非当前对象中存在文件描述符时为 1
        return 0;
    }

    /**
     * 序列化
     * @param dest The Parcel in which the object should be written.
     * @param flags Additional flags about how the object should be written.
     * May be 0 or {@link #PARCELABLE_WRITE_RETURN_VALUE}.
     */
    @Override
    public void writeToParcel(@NonNull Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(name);
        dest.writeStringList(list);
        dest.writeParcelable(user, flags);  //写入对象需要用 writeParcelable
    }

    /**
     * 反序列化
     */
    public static final Creator<ParcelableGroupBean> CREATOR = new Creator<ParcelableGroupBean>() {
        /**
         * 反序列创建对象
         * @param in
         * @return
         */
        @Override
        public ParcelableGroupBean createFromParcel(Parcel in) {
            return new ParcelableGroupBean(in);
        }

        /**
         * 反序列创建对象数组
         * @param size
         * @return
         */
        @Override
        public ParcelableGroupBean[] newArray(int size) {
            return new ParcelableGroupBean[size];
        }
    };
}


class User implements Parcelable {
    private String name;
    private int age;

    protected User(Parcel in) {
        name = in.readString();
        age = in.readInt();
    }

    public static final Creator<User> CREATOR = new Creator<User>() {
        @Override
        public User createFromParcel(Parcel in) {
            return new User(in);
        }

        @Override
        public User[] newArray(int size) {
            return new User[size];
        }
    };

    @Override
    public int describeContents() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void writeToParcel(@NonNull Parcel dest, int flags) {
        dest.writeString(name);
        dest.writeInt(age);
    }
}
如何选择哪种序列化方式

一般在保存数据到 SD 卡或者网络传输时建议使用 Serializable 即可,虽然效率差一些,好在使用方便。
而在运行时数据传递时建议使用 Parcelable,比如 Intent,Bundle 等,Android 底层做了优化处理,效率很高。

为什么Activity间传递对象需要序列化

activity间传递对象使用intent,Intent 在启动其他组件时,会离开当前应用程序进程,进入 ActivityManagerService 进程 – intent.prepareToLeaveProcess()。 这也就意味着,Intent 所携带的数据要能够在不同进程间传输。

参考:
https://blog.csdn.net/weixin_47933729/article/details/112389099
https://blog.csdn.net/A448955639/article/details/71374199

Github代码参考:

https://github.com/running-libo/JavaPrinciples

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