Java序列化详解

如果我们需要持久化 Java 对象，比如将 Java 对象保存在文件中，或者在网络传输 Java 对象，这些场景都需要用到序列化。序列化需要使用到序列化器

在Java中，Serializer（序列化器）是一个广义的概念，指的是将对象状态转换为可存储或可传输格式的过程的工具或组件。它并不是特指某一个框架，而是一种设计模式或功能，可以由不同的库或框架提供。

Java提供了内置的序列化机制（实现java.io.Serializable接口），但也有很多第三方库提供了更高效、跨语言的序列化方案，如JSON（Jackson、Gson）、XML、Protocol Buffers、Kryo等。

下面分别介绍几种常见的序列化方式。

一、Java内置序列化（基于Serializable接口）

使用步骤：

1. 让需要序列化的类实现java.io.Serializable接口（标记接口，没有方法）。
2. 使用ObjectOutputStream和ObjectInputStream进行序列化和反序列化。

示例代码：

import java.io.*;

// 1. 实现Serializable接口
class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L; // 序列化版本ID，用于控制版本兼容性
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法、getter和setter省略...

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";
    }
}

public class JavaSerializationExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("Alice", 30);

        // 序列化
        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("person.ser"))) {
            oos.writeObject(person);
            System.out.println("序列化完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 反序列化
        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("person.ser"))) {
            Person deserializedPerson = (Person) ois.readObject();
            System.out.println("反序列化结果: " + deserializedPerson);
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

注意：

• transient关键字：标记的成员变量不参与序列化。
• serialVersionUID：用于控制版本，如果序列化和反序列化的版本不一致，会抛出InvalidClassException。

二、JSON序列化（以Jackson为例）

使用Jackson库进行JSON序列化和反序列化。

首先，添加Jackson依赖（Maven）：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.13.0</version> <!-- 请使用最新版本 -->
</dependency>

示例代码：

import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

public class JacksonExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

        Person person = new Person("Alice", 30);

        // 序列化为JSON字符串
        String jsonString = objectMapper.writeValueAsString(person);
        System.out.println("JSON字符串: " + jsonString);

        // 从JSON字符串反序列化为对象
        Person deserializedPerson = objectMapper.readValue(jsonString, Person.class);
        System.out.println("反序列化对象: " + deserializedPerson);
    }
}

注意：Person类此时不需要实现Serializable接口，但需要有默认构造方法和getter/setter方法（或者通过注解配置）。

三、其他序列化框架

1. Gson：Google提供的JSON库，用法类似。
2. Protocol Buffers（protobuf）：Google推出的跨语言、高性能的序列化框架，需要先定义.proto文件。
3. Kryo：专注于Java对象序列化，性能高，但跨语言支持弱。

选择序列化方式时，需考虑以下因素：

• 性能：序列化/反序列化的速度、字节大小。
• 可读性：是否需要人类可读的格式（如JSON、XML）。
• 跨语言：是否需要支持多种编程语言。
• 兼容性：协议是否向前向后兼容。

四、自定义序列化

在Java内置序列化中，可以通过在类中实现writeObject和readObject方法来自定义序列化过程。

示例：

class CustomPerson implements Serializable {
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法等省略...

    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
        // 自定义序列化逻辑，例如对名字进行加密
        String encryptedName = "加密后的名字"; // 实际加密逻辑省略
        out.writeObject(encryptedName);
        out.writeInt(age);
    }

    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 自定义反序列化逻辑
        String encryptedName = (String) in.readObject();
        // 解密逻辑省略...
        this.name = "解密后的名字";
        this.age = in.readInt();
    }
}

总结：

Java中序列化的使用方式多样，根据需求选择合适的序列化框架。内置序列化简单但性能不高，且跨语言能力差；JSON序列化可读性好且跨语言；Protobuf等二进制协议性能高，适合网络传输。