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【Java序列化与反序列化详解】

news 2025/10/17 10:56:33

Java序列化与反序列化详解

一、序列化与反序列化的核心概念（魔法盒子比喻）

想象你要把一个神奇的魔法盒子寄给远方的朋友。这个魔法盒子里装着各种奇妙的东西（就像Java对象里包含各种数据和状态），但是邮局规定只能寄送扁平的、没有生命的包裹。

这时候，你需要把魔法盒子拆解成一片片扁平的零件（把Java对象转化为字节序列），才能顺利寄出——这个过程就像是Java中的序列化。

当你的朋友收到这些扁平的零件后，要按照一定的规则把它们重新组装成原来那个神奇的魔法盒子（把字节序列恢复成Java对象）——这就好比是反序列化。

二、序列化

在Java里，序列化就是把Java对象变成一连串的字节，这样就能把这个对象保存到文件里，或者通过网络发送给别的地方。

为什么需要序列化？

比如你写了一个程序，程序里有个对象记录了用户的各种信息（用户名、等级、积分等）。若想把这个用户信息保存下来（下次程序启动还能用），或发给别的服务器处理，就需要先把这个对象变成字节序列。

1. 序列化的前提：实现`Serializable`接口

要让一个类的对象能够被序列化，这个类必须实现 java.io.Serializable 接口。这个接口就像是一个“许可证”，告诉Java虚拟机“这个类的对象可以被序列化”。

示例代码：

import java.io.Serializable;public class User implements Serializable {private String username;private int level;private int points;public User(String username, int level, int points) {this.username = username;this.level = level;this.points = points;}
}

上述User类实现了Serializable接口，其对象可被序列化。

2. 序列化的实现：`ObjectOutputStream`

通过 ObjectOutputStream 类完成序列化操作，例如将User对象保存到文件：

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;public class SerializeExample {public static void main(String[] args) {User user = new User("Alice", 5, 100);try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("user.ser"))) {oos.writeObject(user); // 将对象写入文件（转化为字节序列）} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码逻辑：创建User对象 → 用ObjectOutputStream将对象写入user.ser文件 → 完成“对象→字节序列”的转换。

三、反序列化

反序列化和序列化相反，是把之前保存的字节序列再变回Java对象。

反序列化的实现：`ObjectInputStream`

通过 ObjectInputStream 类完成反序列化操作，例如从文件读取User对象：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;public class DeserializeExample {public static void main(String[] args) {try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.ser"))) {// 从文件读取字节序列，还原为User对象User user = (User) ois.readObject();// 正常使用还原后的对象System.out.println("Username: " + user.username);System.out.println("Level: " + user.level);System.out.println("Points: " + user.points);} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码逻辑：用ObjectInputStream读取user.ser的字节序列 → 转换为User对象 → 像普通对象一样调用属性/方法。

四、相关知识要点

1. 版本控制：`serialVersionUID`（序列化ID）

serialVersionUID 就像是对象的“版本号”，核心作用是避免反序列化失败：

当类的结构发生变化（如增加/删除字段），若serialVersionUID不变，Java会认为“前后是同一个类”，可能因结构不匹配导致反序列化失败；
若手动指定serialVersionUID，类结构变化时更新该值，可明确告诉Java“类已升级”，避免歧义；
若不手动指定，Java会根据类结构自动生成，但自动生成的结果不稳定（如字段顺序变化会导致ID变化），因此建议手动指定。

示例（添加serialVersionUID）：

import java.io.Serializable;public class User implements Serializable {// 手动指定序列化IDprivate static final long serialVersionUID = 1L;private String username;private int level;private int points;// 构造方法、getter/setter...
}

2. 瞬态变量：`transient`关键字

用 transient 修饰的变量不会被序列化，反序列化后会恢复为该类型的默认值（如int默认0，String默认null）。

适用场景：临时计算的字段（无需保存，反序列化后可重新计算）。

示例（transient修饰临时字段）：

import java.io.Serializable;public class User implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;private String username;private int level;// 临时字段，不序列化private transient int temporaryValue;public User(String username, int level, int temporaryValue) {this.username = username;this.level = level;this.temporaryValue = temporaryValue;}
}