java 类不能序列化 java类序列化的原因

在开发过程中经常会对实体进行序列化，但其实我们只是在“只知其然，不知其所以然”的状态，很多时候会有这些问题：

• 什么是序列化和反序列化？为什么要序列化？
• 怎么实现序列化？
• 序列化的原理是什么呢？
• transient关键字
• 序列化时应注意什么？

如果你也有这些疑问，不妨看看本文？

1.

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

2.

其实我们的对象不只是存储在内存中，它还需要在传输网络中进行传输，并且保存起来之后下次再加载出来，这时候就需要序列化技术。

• 一般Java对象的生命周期比Java虚拟机端，而实际开发中如果需要JVM停止后能够继续持有对象，则需要用到序列化技术将对象持久化到磁盘或数据库。
• 在多个项目进行RPC调用时，需要在网络上传输JavaBean对象，而网络上只允许二进制形式的数据进行传输，这时则需要用到序列化技术。

Java的序列化技术就是把对象转换成一串由二进制字节组成的数组，然后将这二进制数据保存在磁盘或传输网络。而后需要用到这对象时，磁盘或者网络接收者可以通过反序列化得到此对象，达到对象持久化的目的。

3.

序列化的过程一般会是这样的：

• 将对象实例相关的类元数据输出
• 递归地输出类的超类描述，直到没有超类
• 类元数据输出之后，开始从最顶层的超类输出对象实例的实际数据值
• 从上至下递归输出实例的数据

所以，如果父类已经序列化了，子类继承之后也可以进行序列化。实现第一步，则需要的先将对象实例相关的类标记为需要序列化。

实现序列化的要求：目标对象实现Serializable接口

我们先创建一个NY类，实现Serializable接口，并生成一个版本号：

public

在这里，Serializable接口的作用只是标识这个类是需要进行序列化的，而且Serializable接口中并没有提供任何方法。而且serialVersionUID序列化版本号的作用是用来区分我们所编写的类的版本，用于反序列化时确定版本。

JDK类库中序列化和反序列化API

java.io.ObjectInputStream：对象输入流

该类中的readObject()方法从输入流中读取字节序列，然后将字节序列反序列化为一个对象并返回。

java.io.ObjectOutputStream：对象输出流

该类的writeObject()方法将传入的obj对象进行序列化，把得到的字节序列写入到目标输出流中进行输出。结合上面的NY类，我们来看看使用JDK类库中的API怎么实现序列化和反序列化：

public

运行结果为：

NY

可以看到，这整个过程简单来说就是把对象存在磁盘，然后再从磁盘读出来。

但是我们平时看到序列化的实体中的serialVersionUID，为什么有的是1L，有的是一长串数字？

上面我们的提到serialVersionUID作用就是用来区分类的版本，所以无论是1L还是一长串数字，都是用来确认版本的。如果序列化的类版本改变，则在反序列化的时候就会报错。举个栗子，刚刚我们已经在磁盘中生成了NY对象的序列化文件，如果我们对NY类的serialVersionUID稍作改动，改成：

private

再执行一次反序列化方法，运行结果如下：

Exception

至于怎么让idea生成serialVersionUID，则需要在idea设置中改个配置即可：

之后再使用"Alt+Enter"键即可调出下图选项：

序列化的原理是什么呢？

既然知道了序列化是怎么使用的，那么序列化的原理是怎么样的呢？我们用上面的例子来作为探寻序列化原理的入口：

private

1. 进入ObjectOutputStream的构造函数：

public

我们进入writeStreamHeader()方法：

protected

这个方法是将序列化文件的魔数和版本写入序列化文件头：

final

2. 在 writeObject() 方法进行具体的序列化写入操作：

public

进入writeObject0()方法：

private

这一段代码中创建了ObjectStreamClass对象，并根据不同的对象类型来执行不同的写入操作。而在此例子中，对象对应的类实现了Serializable接口，所以下一步会执行writeOrdinaryObject()方法。writeOrdinaryObject()是当对象对应的类实现了Serializable接口的时才会被调用：

private

接下来是将类的描述写入类元数据中的writeClassDesc()：

private

在desc为null时，会执行writeNull()方法：

private

可以看到，在writeNull()中，会将表示NULL的标识写入序列中。那么如果desc不为null时，一般执行writeNonProxyDesc()方法：

private

在上一个方法执行过程中，会执行writeClassDescriptor()方法将类的描述写入类元数据中：

protected

在这里我们可以看到，写入类元信息的方法调用了writeNonProxy()方法：

void

这次方法中我们可以看到：

1. 调用writeUTF()方法将对象所属类的名字写入。
2. 调用writeLong()方法将类的序列号serialVersionUID写入。
3. 判断被序列化对象所属类的流类型flag，写入底层字节容器中（占两个字节）。
4. 写入对象中的所有字段，以及对应的属性

所以直到这个方法的执行，一个对象及其对应类的所有属性和属性值才被序列化。当上述流程完成之后，回到writeOrdinaryObject()方法中，继续往下运行：

private

调用writeSerialData()方法将实例化数据写入：

private

当执行到defaultWriteFields()方法时，会将实例数据写入：

private

在执行完上述方法之后，程序将会回到writeNonProxyDesc()方法中，并且在writeClassDesc()中会将对象对应的类的父类信息进行写入：

private

至此，我们可以知道，整个序列化的过程其实就是一个递归写入的过程。将上面的过程进行简化，可以总结为这幅图：

transient关键字

在有些时候，我们并不想将一些敏感信息序列化，如密码等，这个时候就需要transient关键字来标注属性为非序列化属性。

transient关键字的使用

将上面的NY类中的name属性稍作修改：

private

当我们再次运行SerializeNY类中的main()方法时，运行结果如下：

NY

我们可以看到，name属性为null，说明反序列化时根本没有从文件中获取到信息。

transient关键字的特点

变量一旦被transient修饰，则不再是对象持久化的一部分了，而且变量内容在反序列化时也不能获得。transient关键字只能修饰变量，而不能修饰方法和类，而且本地变量是不能被transient修饰的，如果变量是类变量，则需要该类也实现Serializable接口。一个静态变量不管是否被transient修饰，都不会被序列化。关于这一点，可能会有读者感到疑惑。举个栗子，如果用static修饰NY类中的name：

private

运行SerializeNY类中的main程序，可以看到运行结果：

NY

嘶…这是翻车了吗？并没有，因为这里出现的name值是当前JVM中对应的static变量值，这个值是JVM中的而不是反序列化得出的。不信？我们来改变一下SerializeNY类中的serializeNY()函数

private

笔者在NY对象被序列化之后，改变了NY对象的name值。运行结果为:

NY

transient修饰的变量真的就不能被序列化了吗？

举个栗子：

public

运行结果为：

即使被transient修饰

我们可以看到，content变量在被transient修饰的情况下，还是被序列化了。因为在Java中，对象序列化可以通过实现两种接口来实现：

• 如果实现的是Serializable接口，则所有信息（不包括被static、transient修饰的变量信息）的序列化将自动进行。
• 如果实现的是Externalizable接口，则不会进行自动序列化，需要开发者在writeExternal()方法中手工指定需要序列化的变量，与是否被transient修饰无关。

序列化注意事项

• 序列化对象必须实现序列化接口Serializable。
• 序列化对象中的属性如果也有对象的话，其对象需要实现序列化接口。
• 类的对象序列化后，类的序列号不能轻易更改，否则反序列化会失败。
• 类的对象序列化后，类的属性增加或删除不会影响序列化，只是值会丢失。
• 如果父类序列化，子类会继承父类的序列化；如果父类没序列化，子类序列化了，子类中的属性能正常序列化，但父类的属性会丢失，不能序列化。
• 用Java序列化的二进制字节数据只能由Java反序列化，如果要转换成其他语言反序列化，则需要先转换成Json/XML通用格式的数据。

结语

第一次写关于JDK实现原理的文章，还是觉得有点难度的，但是这对于源码分析能力还是有点提升的。在这个过程中最好多打断点，多调试。