Java中的序列化与反序列化（一）

1、概述

大家好，我是欧阳方超。今天来看一下Java序列化与反序列化的问题。

2、序列化与反序列化

2.1、序列化与反序列化的概念

在Java中，序列化是将对象转换为可存储或传输的格式（一般为字节流）的过程，序列化后的字节流可以被传输给远程系统，并在那里重新构造成原始对象。反序列化则是将序列化的数据转换回原始对象的过程，反序列化是对象序列化的逆过程，通过反序列化操作能够在接收端恢复出与发送端相同的对象。这是Java中的一种非常重要的机制，可以将对象转换为字节流或其他格式，以便在网络上传输或在磁盘上存储，并在需要的时候进行恢复。

2.2、serialVersionUID出现的缘由

如果在序列化和反序列化前后，类的结构发生了变化（属性有增删），会导致反序列化失败。
为了避免这种情况，Java中引入了serialVersionUID这个机制，用于标识序列化版本。当一个对象被序列化时，会将这个对象的类的serialVersionUID的值写入到字节流中，当一个对象被反序列化时，JVM会从字节流中读取serialVersionUID的值，并将其与反序列化对象所对应类的serialVersionUID值进行比较。如果这两个值不一致，就会抛出InvalidClassException异常，表示反序列化失败。我们用一个例子来验证一下：

import java.io.*;

public class TestMain {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        Person person = new Person("Jhon", 20);
        try {
    
    

            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\home\\person.ser");
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
            objectOutputStream.writeObject(person);
            objectOutputStream.close();
            System.out.println("Serialized data is saved in person.ser");
        }catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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;
    }
}

上面的例子中，创建了Person类的对象，并经过序列化后保存到了磁盘上，文件名为person.ser，接下来我们为Person类额外添加一个属性address，并试图从磁盘上的person.ser文件恢复出Person类的对象，

import java.io.*;

public class TestMain {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Person person = null;
        //从文件中反序列化对象
        try {
    
    
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:\\home\\person.ser");
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
            person = (Person)objectInputStream.readObject();
            System.out.println(person.getAge());
            System.out.println(person.getName());

        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class Person implements Serializable {
    
    
    private String name;
    private int age;
    private String address;

    public Person(String name, int age) {
    
    
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
    
    
        return name;
    }
    public int getAge() {
    
    
        return age;
    }
    public String getAddress() {
    
    
        return address;
    }
}

此时是会报错的，

java.io.InvalidClassException: com.Person; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = -9177105843612582313, local class serialVersionUID = 6433972014701326216
	at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:699)
	at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1885)
	at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1751)
	at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:2042)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1573)
	at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:431)

报错的原因从上面的错误日志也可以看出，是由于“stream classdesc serialVersionUID”与“local class serialVersionUID”导致的错误 。

为了避免这种情况，Java中引入了serialVersionUID这个机制，用于标识序列化版本。当一个对象被序列化时，会将这个对象的类的serialVersionUID的值写入到字节流中，当一个对象被反序列化时，JVM会从字节流中读取serialVersionUID的值，并将其与反序列化对象所对应类的serialVersionUID值进行比较。如果这两个值不一致，就会抛出InvalidClassException异常，表示反序列化失败。
如果一个类没有显式地定义serialVersionUID，则在序列化时会根据类的结构自动生成一个，但是这个自动生成的serialVersionUID值是不可控的。如果类的结构发生了变化，可能会导致自动生成的serialVersionUID与旧版本不一致，从而导致反序列化失败。为了避免这种情况，我们应该显式地定义serialVersionUID，以确保它的唯一性，并在类结构发生变化时手动更新它，以确保类的可序列化和反序列化的兼容性。
下面的示例中，为Person类指定了serialVersionUID，其值为1L，注意，通常我们使用随机数生成器或者手工定义一个值，这样将Person类序列化到本地person.ser文件后，不论怎么为Person类增删属性（待验证的name和age属性就别删了），总能恢复出创建Person对象时为name和age指定的值。

import java.io.*;

public class TestMain {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        Person person = new Person("Jhon", 20);
        try {
    
    

            FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("D:\\home\\person.ser");
            ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(fileOutputStream);
            objectOutputStream.writeObject(person);
            objectOutputStream.close();
            System.out.println("Serialized data is saved in person.ser");
        }catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }

        Person person1 = null;
        //从文件中反序列化对象
        try {
    
    
            FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("D:\\home\\person.ser");
            ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream);
            person1 = (Person)objectInputStream.readObject();
            System.out.println(person1.getAge());
            System.out.println(person1.getName());

        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }

        // 验证反序列化后的对象与原始对象是否一致
        System.out.println("Name: " + person1.getName());
        System.out.println("Age: " + person1.getAge());
    }
}

class Person implements Serializable {
    
    
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    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;
    }
}

3、总结

所以，为了避免反序列失败，为序列化类新增属性时，建议不要修改 serialVersionUID 字段的值，当然如果完全不兼容升级，避免反序列化混乱，那么请修改 serialVersionUID 值。关于序列化和反序列化还有很多其他内容，我们择日继续。
我是欧阳方超，把事情做好了自然就有兴趣了，如果你喜欢我的文章，欢迎点赞、转发、评论加关注。下回见。