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什么是序列化和反序列化？

  序列化：把Java对象转换为字节序列的过程。

  反序列化：把字节序列恢复为Java对象的过程。

市面上的几种序列化方式

  Java对象是在JVM中生成的，如果需要远程传输或保存到硬盘上，就需要将Java对象转换成可传输的文件流。
市面上目前有的几种转换方式：

• 1. 利用Java的序列化功能序列成字节（字节流）也就是接下来要讲的。一般是需要加密传输时才用。
  
• 2. 将对象包装成JSON字符串（字符流）
  转Json工具有Jackson、FastJson或者GJson，它们各有优缺点：
  • JackSon：Map、List的转换可能会出现问题。转复杂类型的Bean时，转换的Json格式不是标准的Json格式。适合处理 大文本Json。
  • FastJosn：速度最快。将复杂类型的Bean转换成Json可能会有问题：引用类型如果没有引用被出错。适合对性能有要求的场景。
  • GJson：功能最全，可以将复杂的Bean和Json字符串进行互转。性能上面比FastJson有所差距。适合处理小文本Json，和对于数据正确性有要求的场景。
• 3. protoBuf工具(二进制)
  性能好，效率高，字节数很小，网络传输节省IO。但二进制格式可读性差。

为什么需要序列化和反序列化?

  之所以需要序列化和反序列化，主要是因为Java对象是在JVM中生成的，是内存中的数据，如果需要把对象的字节序列远程传输或保存到硬盘上时，你就需要将Java对象转换成二进制流。 这个转换过程就是序列化。

  假如别人传给你一个二进制流数据，当你想要恢复成内存中的对象时，你就需要反序列化

  Java平台允许我们在内存中创建可复用的Java对象，但只有当JVM（Java虚拟机）处于运行时，这些对象才可能存在，也就是这些对象的生命周期不会比JVM的生命周期更长。但在现实应用中，就可能要求在JVM停止运行之后能够保存指定的对象(持久化对象)，并在将来重新读取被保存的对象。 　　　　

  网络通信时，无论是何种类型的数据，都会转成字节序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列，才能在网络上传送；接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

Java原生序列化实现

实现了如下两个接口之一的类的对象才能被序列化：

  1） Serializable

  2） Externalizable

序列化：ObjectOutputStream代表对象输出流，它的writeObject(Object obj)方法可对参数指定的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写到一个目标输出流中。

反序列化：ObjectInputStream代表对象输入流，它的readObject()方法从一个源输入流中读取字节序列，再把它们反序列化为一个对象，并将其返回。

注：使用writeObject() 和readObject()方法的对象必须已经被序列化

关于serialVersionUID

  如果serialVersionUID没有显式生成，系统就会自动生成一个。此时，如果在序列化后我们将该类代码作了改动（包括类名、接口名、方法、属性），系统在反序列化时会重新生成一个新的serialVersionUID然后去和已经序列化的对象进行比较，就会报序列号版本不一致的错误。为了避免这种问题， 一般系统都会要求实现Serialiable接口的类显式的声明一个serialVersionUID。

所以显式定义serialVersionUID有如下两种用途：

  1、 希望类的不同版本对序列化兼容时，需要确保类的不同版本具有相同的serialVersionUID；

  2、 不希望类的不同版本对序列化兼容时，需要确保类的不同版本具有不同的serialVersionUID。

序列化机制算法

1. 所有保存到磁盘中的对象都有一个序列化编号

2. 当程序试图序列化一个对象时，程序先检查该对象是否已经被序列化过。如果从未被序列化过，系统就会将该对象转换成字节序列并输出；如果已经序列化过，将直接输出一个序列化编号。

示例

要被序列化的对象对应的类的代码：

public class Person implements Serializable { 
     
    private String name = null;  
    private Integer age = null;   
    
    public Person(){ 
   
        System.out.println("无参构造");
    }

    public Person(String name, Integer age) { 
     
        this.name = name;  
        this.age = age;  
    }  

    //getter setter方法省略...
    @Override 
    public String toString() { 
     
        return "[" + name + ", " + age+"]";  
    }  

下面MySerilizable 是一个简单的序列化程序，它先将一个Person对象保存到文件person.txt中，然后再从该文件中读出被存储的Person对象，并打印该对象。

public class MySerilizable { 
   
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
    
        File file = new File("person.txt");  
        //序列化持久化对象
        ObjectOutputStream out = 
            new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)); 
        Person person = new Person("Peter", 27);  
        out.writeObject(person);  
        out.close();  

        //反序列化，并得到对象
        ObjectInputStream in = 
            new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));  
        // 没有强制转换到Person类型 
        Object newPerson = in.readObject(); 
        in.close();  
        System.out.println(newPerson);  
    }  
}

输出结果：[Peter, 27]

结果没有打印“无参构造”，说明反序列化机制无需通过构造器来初始Java对象。

没有调整构造方法，却能反序列化生成Java对象，这是怎么做到的呢？实际上反序列化时，是通过调用native方法给类的成员变量贬值的。

结论：

  1） 反序列化读取的仅仅是Java对象的数据，而不是Java类，所以在反序列化时必须提供该Java对象所属类的class文件（这里是Person.class），否则会引发ClassNotFoundException异常。

  2）当重新读取被保存的Person对象时，并没有调用Person的任何构造器，说明反序列化机制无须通过构造器来初始化对象。

如何实现选择序列化?

1、transient

  当对某个对象进行序列化时，系统会自动将该对象的所有属性依次进行序列化，如果某个属性引用到别一个对象，则被引用的对象也会被序列化。如果被引用的对象的属性也引用了其他对象，则被引用的对象也会被序列化。这就是递归序列化。

  有时候，我们并不希望出现递归序列化，或是某个存敏感信息（如银行密码）的属性不被序列化，我们就可通过transient关键字修饰该属性来阻止被序列化。

将上面的Person类的age属性用transient修饰：

transient private Integer age = null;

再去执行MySerilizable的结果为：

[Peter, null] // 返序列化时没有值，说明age字段未被序列化

2、writeObject()方法与readObject()方法

  使用transient关键字阻止序列化虽然简单方便，但被它修饰的属性被完全隔离在序列化机制之外，导致了在反序列化时无法获取该属性的值，而通过在需要序列化的对象的Java类里加入writeObject()方法与readObject()方法可以控制如何序列化各属性，甚至完全不序列化某些属性（此时就跟transient一样）。

  如果我们想要上面的Person类里的name属性在序列化后存在文件里不让别人知道具体是什么（加密），我们就可在Person类里加如下代码：

  //自定义序列化
 private void writeObject(ObjectOutputStream out) 
     throws IOException { 
      
    // 将当前类的非静态和非瞬态字段写入此流。 
    //如果不写，如果还有其他字段，则不会被序列化 
    // out.defaultWriteObject(); 
        
    out.writeObject(new StringBuffer(name).reverse());
    //将name简单加密（即反转），这样别人就知道是怎么回事，
    // 当然实际应用不可能这样加密。
    out.writeInt(age);  
 }  



//反序列化
 private void readObject(ObjectInputStream in) 
     throws IOException, ClassNotFoundException { 
     
    // 从此流读取当前类的非静态和非瞬态字段。
    //如果不写，其他字段就不能被反序列化
    //in.defaultReadObject();
    
    //解密:即简单的反转
    name = ((StringBuffer)in.readObject()).reverse().toString();  
    age = in.readInt();  
 }

  详细的自定义序列化与反序列化可参见ObjectOutputStream 和ObjectInputStream 类的JDK文档。

3、Externalizable接口

  Externalizable接口 与Serializable 接口类似，只是Externalizable接口需要强制自定义序列化。

要序列化对象的代码：

public class Teacher implements Externalizable{ 
   
    private String name;
    private Integer age;
    //setter、getter方法省略
    
    public Teacher(){ 
   
        System.out.println("无参构造");
    }

    public Teacher(String name,Integer age){ 
   
        System.out.println("有参构造");
        this.name = name;
        this.age = age;
    }   

    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) 
          throws IOException { 
   
         //将name简单加密
        out.writeObject(new StringBuffer(name).reverse());
        //out.writeInt(age); //注掉这句后，age属性将不能被序化
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) 
          throws IOException, ClassNotFoundException { 
   
        name = ((StringBuffer) in.readObject()).reverse().toString();
        //age = in.readInt(); 
    }
    
    @Override 
    public String toString() { 
     
        return "[" + name + ", " + age+ "]";  
    } 
}

主函数代码改为：

public class MySerilizable { 
   
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
     
        File file = new File("person.txt");  

        //序列化持久化对象
        ObjectOutputStream out = 
            new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)); 
        Teacher person = new Teacher("Peter", 27);  
        out.writeObject(person);  
        out.close();  

        //反序列化，并得到对象
        ObjectInputStream in = 
            new ObjectInputStream(new FileInputStream(file));  
        // 没有强制转换到Person类型 
        Object newPerson = in.readObject(); 
        in.close();  
        System.out.println(newPerson);  
    }  
}

打印结果：

有参构造
无参构造 //与Serializable 不同的是，还调用了无参构造
[Peter, null] //age未被序列化，所以未取到值

单例模式的序列化

  当我们使用Singleton模式时，应该是期望某个类的实例应该是唯一的，但如果该类是可序列化的，那么情况可能略有不同。对前面使用的Person类进行修改，使其实现Singleton模式，如下所示：

public class Person implements Serializable { 
     
    private static class InstanceHolder { 
    
        private static final Person instatnce = 
            new Person("John", 31, "男");  
    }  

    public static Person getInstance() { 
     
        return InstanceHolder.instatnce;  
    }  

    private String name = null;  
    private Integer age = null;  
    private String gender = null;  

    private Person() { 
     
        System.out.println("必须私有化的无参构造");  
    }  

    private Person(String name, Integer age, String gender) { 
    
        System.out.println("有参构造");  
        this.name = name;  
        this.age = age;  
        this.gender = gender;  
    }  
    ...  
}

  同时要修改MySerilizable 应用，使得能够保存/获取上述单例对象，并进行对象相等性比较，如下代码所示：

public class MySerilizable { 
     
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
     
        File file = new File("person.txt");  
        ObjectOutputStream out = 
            new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)); 
        out.writeObject(Person.getInstance()); // 保存单例对象 
        out.close();  

        ObjectInputStream in = 
            new ObjectInputStream(new FileInputStream(file)); 
        Object newPerson = in.readObject();  
        in.close();  
        System.out.println(newPerson);  
         // 将获取的对象与Person类中的单例对象进行相等性比较 
        System.out.println(Person.getInstance() == newPerson);
    }  
}

打印结果：

有参构造  
[John, 31, 男]  
false  //说明不是同一个对象

  从上面结果能发现，序列化后反序列化之后，不再是同一个对象了。其实是可以这样解释的：Java有4种创建对象的方式（new、newInstance()、clone()以及这里的readObject()方法），readObject方法就是相当于新建了一个对象，所以上面引用的会是不同的对象。

反序列化漏洞

  黑客会可以在你反序列化的数据里加上恶意代码，当你反序列化时就执行这段恶意代码。

  像这种情况，就需要我们将拿到手的数据进行校验，如签名等。

序列化对象注意事项

  1.对象的类名、属性都会被序列化；而方法、static属性（静态属性）、transient属性（即瞬态属性）都不会被序列化（这也就是第4条注意事项的原因）

  2.虽然加static也能让某个属性不被序列化，但static不是这么用的

  3.要序列化的对象的引用属性也必须是可序列化的，否则该对象不可序列化，除非以transient关键字修饰该属性使其不用序列化。

  4.反序列化地象时必须有序列化对象生成的class文件（很多没有被序列化的数据需要从class文件获取）。
在实际开发过程中，可能你发送后，对方并没有你的实体类对象，那怎么办，这时就需要你这边将对象转成字符串的形式，示例：

MqInfo info = new MqInfo();
String body = JSON.toJSONString(mqInfo)

  5.当通过文件、网络来读取序列化后的对象时，必须按实际的写入顺序读取。

  6.要传输的对象，不要忘记了实现Serializable接口