【JavaSE专栏21】序列化和反序列化，学会Java的编解码方法

怼烎@ 2023-10-13 09:46 81阅读 0赞

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> **作者简介**：Java全栈软件工程师一枚，来自浙江宁波，负责开发管理公司OA项目，专注软件前后端开发（Vue、SpringBoot和微信小程序）、系统定制、远程技术指导。CSDN学院、蓝桥云课认证讲师，全栈领域优质创作者。热爱技术、专注业务、开放合作、乐于分享，期待你我共同成长！  
> **主打方向**：Vue、SpringBoot、微信小程序

**序列化**：将 `Java` 对象以一连串的字节保存在磁盘文件中的过程，也可以说是保存 `Java` 对象状态的过程，序列化可以将数据永久保存在磁盘上。

**反序列化**：将保存在磁盘文件中的 `Java` 字节码重新转换成 `Java` 对象称为反序列化。

> 省流：最核心的概念已在上面展示，如您还是不懂请往下看！

#### 目录 ####

*  一、什么是序列化
 *  二、什么是反序列化
 *  三、为什么要进行序列化和反序列化
 *   *  3.1 主要目的
     *  3.2 应用场景
 *  四、总结

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## 一、什么是序列化 ##

**序列化是指将对象转换为字节流的过**程，以便可以在网络上传输或保存到文件中，反序列化则是将字节流转换回对象的过程。

在 Java 中，要使一个类可序列化，需要实现 `java.io.Serializable` 接口，以下是一个示例代码。

import java.io.*;
    
    class Person implements Serializable {
        
        private String name;
        private int age;
    
        public Person(String name, int age) {
        
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    }
    
    public class SerializationExample {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建一个Person对象
            Person person = new Person("Alice", 25);
    
            // 将对象进行序列化
            try {
        
                FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream("person.ser");
                ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(fileOut);
                out.writeObject(person);
                out.close();
                fileOut.close();
                System.out.println("对象已成功序列化到文件中！");
            } catch (IOException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
    
            // 将序列化后的对象进行反序列化
            try {
        
                FileInputStream fileIn = new FileInputStream("person.ser");
                ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
                Person deserializedPerson = (Person) in.readObject();
                in.close();
                fileIn.close();
                System.out.println("从文件中反序列化得到的对象：");
                System.out.println("姓名：" + deserializedPerson.getName());
                System.out.println("年龄：" + deserializedPerson.getAge());
            } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

在上述代码中，`Person` 类实现了 `Serializable` 接口。首先，我们创建一个 `Person` 对象，并将其序列化到名为 `person.ser` 的文件中。然后，我们从文件中读取序列化的对象并进行反序列化，最终恢复了原始的 `Person` 对象。

请注意，在序列化和反序列化过程中，我们使用 `ObjectOutputStream` 和 `ObjectInputStream` 来分别写入和读取字节流。通过 `writeObject()` 方法将对象写入输出流，然后通过 `readObject()` 方法从输入流中读取对象。

运行上述代码，同学们将会得到以下输出。

对象已成功序列化到文件中！
    从文件中反序列化得到的对象：
    姓名：Alice
    年龄：25

这个例子演示了 Java 中序列化和反序列化的基本概念和用法，**通过序列化，我们可以方便地保存和传输对象数据，而不需要手动处理字节流**。

![在这里插入图片描述][8879cbf9c04d4a13944315bc7e09217f.png_pic_center]

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## 二、什么是反序列化 ##

**反序列化是将对象从持久化状态恢复为内存中的对象的过程**，在Java中，我们可以使用 `ObjectInputStream` 类来进行反序列化操作，下面是一个简单的示例代码。

import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.ObjectInputStream;
    
    public class DeserializationExample {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            try {
        
                // 创建FileInputStream对象读取序列化后的对象
                FileInputStream fileIn = new FileInputStream("serialized_object.ser");
    
                // 创建ObjectInputStream对象读取对象
                ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(fileIn);
    
                // 反序列化对象
                Person person = (Person) in.readObject();
    
                // 输出反序列化后的对象信息
                System.out.println("姓名：" + person.getName());
                System.out.println("年龄：" + person.getAge());
    
                // 关闭输入流
                in.close();
                fileIn.close();
            } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

在上述示例中，我们从名为 `serialized_object.ser` 的文件中读取序列化后的对象，并通过 `ObjectInputStream` 进行反序列化。然后，我们将恢复的 `Person` 对象的属性打印到控制台上。

请注意，在进行反序列化之前，必须确保序列化和反序列化过程中使用的类具有相同的 `serialVersionUID`。否则，在反序列化时可能会引发 `InvalidClassException`。

![在这里插入图片描述][ff0a93ba32194b0a92e608f76f916752.png_pic_center]

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## 三、为什么要进行序列化和反序列化 ##

### 3.1 主要目的 ###

Java 进行序列化和反序列化的主要目的是在不同的场景中**实现对象的持久化和数据传输**。

*  **持久化**：通过序列化，可以将对象保存到磁盘或数据库中，以便在程序重启后恢复对象的状态。这对于需要长时间存储对象或进行数据持久化的应用程序非常有用。
 *  **数据传输**：通过序列化，可以将对象转换为字节流，在网络上传输或进行远程方法调用。序列化使得在分布式系统中传递对象变得更简单，可以轻松地在客户端和服务器之间传递对象，并确保对象的完整性和一致性。
 *  **缓存和缓存共享**：通过序列化，可以将对象存储在缓存中，以提高性能。对象可以被序列化后存储在内存或磁盘上，当需要时可以快速从缓存中加载而无需重新创建对象。
 *  **对象传递**：通过序列化，可以方便地在进程之间传递对象。在多线程编程或分布式系统中，通过将对象序列化并传递给其他线程或进程，可以实现数据共享和通信。

总的来说，**序列化和反序列化提供了一种机制，可以将对象转换为字节流，以便持久化、传输和共享数据**。它在许多应用程序中被广泛使用，包括数据库操作、网络通信和分布式系统等。

### 3.2 应用场景 ###

**序列化和反序列化在许多应用场景中起到关键作用**，以下是一些常见的应用场景：

**缓存**：将对象序列化后，可以将其存储在缓存中，以提高性能和响应速度。当需要时，可以从缓存中快速加载对象，而无需重新创建或计算。

**分布式系统**：在分布式系统中，对象需要在不同的节点之间传递。通过将对象序列化为字节流，可以在网络上进行传输，并在远程服务之间共享数据。

**持久化**：通过序列化，可以将对象保存到文件、数据库或其他持久化存储中。这样，在应用程序重启后，可以从存储中读取序列化的对象并还原其状态。

**远程方法调用**：通过序列化和反序列化，可以在不同的计算机上执行远程过程调用。客户端将请求参数序列化为字节流，发送给远程服务器，服务器接收到字节流后进行反序列化，执行相应的方法，并将结果序列化并返回给客户端。

**数据传输和消息传递**：在网络通信中，通过将对象序列化为字节流，可以轻松地传输和接收复杂的数据结构、消息和事件。

**克隆对象**：通过序列化和反序列化，可以实现对象的深度克隆。序列化对象后，创建一个完全独立的副本。

> 需要注意的是，在某些场景下，**使用序列化和反序列化可能会带来性能上的开销**，因此，在设计应用程序时，需要权衡考虑序列化和反序列化的成本与收益，并根据具体需求选择合适的方案。

![在这里插入图片描述][b1781503600d42399d63b7b1f18538c7.png_pic_center]

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## 四、总结 ##

序列化是将Java对象以一连串的字节保存在磁盘文件中的过程，序列化可以将数据永久保存在磁盘上；反序列化是将保存在磁盘文件中的Java字节码重新转换成Java对象的过程。

本文对 Java 的序列化和反序列化进行了介绍，讲解了如何在实际业务中使用序列化和反序列化，并给出了 Java 样例代码。在下一篇博客中，将讲解 Java 中的正则表达式规则和使用方式。

![在这里插入图片描述][3a01dc60e62c415b812015851343f1c0.png_pic_center]

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