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如果是使用套接字(Socket)流的方式,则数据自动地通过网络连接传输一另一个端点,并由这个端点上的程序来决定做什么。
二、串行化方法
从JDK1.1开始,Java语言提供了对象串行化机制 ,在java.io包中,接口Serialization用来作为实现对象串行化的工具 ,只有实现了Serialization的类的对象才可以被串行化。
Serializable接口中没有任何的方法。当一个类声明要实现Serializable接口时,只是表明该类参加串行化协议,而不需要实现任何特殊的方法。下面我们通过实例介绍如何对对象进行串行化。
1.定义一个可串行化对象
一个类,如果要使其对象可以被串行化,必须实现Serializable接口。我们定义一个类Student如下:
import java.io.Serializable;
public class Student implements Serializable {
int id;// 学号
String name;// 姓名
int age;// 年龄
String department; // 系别
public Student(int id, String name, int age, String department) {
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
this.department = department;
}
}
2.构造对象的输入/输出流
要串行化一个对象,必须与一定的对象输出/输入流联系起来,通过对象输出流将对象状态保存下来,再通过对象输入流将对象状态恢复。
java.io包中,提供了ObjectInputStream和ObjectOutputStream将数据流功能扩展至可读写对象 。在ObjectInputStream 中用readObject()方法可以直接读取一个对象,ObjectOutputStream中用writeObject()方法可以直接将对象保存到输出流中。
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
public class ObjectSer {
public static void main(String args[]) throws IOException,
ClassNotFoundException {
Student stu = new Student(981036, "LiuMing", 18, "CSD");
FileOutputStream fo = new FileOutputStream("data.ser");
ObjectOutputStream so = new ObjectOutputStream(fo);
try {
so.writeObject(stu);
so.close();
} catch (IOException e) {
System.out.println(e);
}
stu = null;
FileInputStream fi = new FileInputStream("data.ser");
ObjectInputStream si = new ObjectInputStream(fi);
try {
stu = (Student) si.readObject();
si.close();
} catch (IOException e)
{
System.out.println(e);
}
System.out.println("Student Info:");
System.out.println("ID:" + stu.id);
System.out.println("Name:" + stu.name);
System.out.println("Age:" + stu.age);
System.out.println("Dep:" + stu.department);
}
}
运行结果如下:
Student Info:
ID:981036
Name:LiuMing
Age:18
Dep:CSD 在这个例子中,我们首先定义了一个类Student,实现了Serializable接口 ,然后通过对象输出流的writeObject()方法将Student对象保存到文件 data.ser中 。之后,通过对家输入流的readObjcet()方法从文件data.ser中读出保存下来的Student对象 。从运行结果可以看到,通过串行化机制,可以正确地保存和恢复对象的状态。
三、串行化的注意事项
1.串行化能保存的元素
串行化只能保存对象的非静态成员交量,不能保存任何的成员方法和静态的成员变量,而且串行化保存的只是变量的值,对于变量的任何修饰符都不能保存。
2.transient关键字
对于某些类型的对象,其状态是瞬时的,这样的对象是无法保存其状态的。例如一个Thread对象或一个FileInputStream对象 ,对于这些字段,我们必须用transient关键字标明,否则编译器将报措。
另外 ,串行化可能涉及将对象存放到 磁盘上或在网络上发达数据,这时候就会产生安全问题。因为数据位于Java运行环境之外,不在Java安全机制的控制之中。对于这些需要保密的字段,不应保存在永久介质中 ,或者不应简单地不加处理地保存下来 ,为了保证安全性。应该在这些字段前加上transient关键字。
下面是java规范中对transient关键字的解释:
The transient marker is not fully specified by The Java Language Specification but is used in object serialization to mark member variables that should not be serialized.
以下是transient的一个应用举例:
//LoggingInfo.java
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.util.Date;
public class LoggingInfo implements java.io.Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private Date loggingDate = new Date();
private String uid;
private transient String pwd;
LoggingInfo(String user, String password) {
uid = user;
pwd = password;
}
public String toString() {
String password = null;
if (pwd == null) {
password = "NOT SET";
} else {
password = pwd;
}
return "logon info: \n " + "user: " + uid + "\n logging date : "
+ loggingDate.toString() + "\n password: " + password;
}
public static void main(String[] args) {
LoggingInfo logInfo = new LoggingInfo("MIKE", "MECHANICS");
System.out.println(logInfo.toString());
try {
ObjectOutputStream o = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(
"logInfo.out"));
o.writeObject(logInfo);
o.close();
} catch (Exception e) {// deal with exception
}
// To read the object back, we can write
try {
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"logInfo.out"));
LoggingInfo logInfo1 = (LoggingInfo) in.readObject();
System.out.println(logInfo1.toString());
} catch (Exception e) {// deal with exception
}
}
}
总结:
序列化分为两大部分:序列化和反序列化。序列化是这个过程的第一部分,将数据分解成字节流,以便存储在文件中或在网络上传输。反序列化就是打开字节流并重构对象。对象序列化不仅要将基本数据类型转换成字节表示,有时还要恢复数据。恢复数据要求有恢复数据的对象实例。ObjectOutputStream中的序列化过程与字节流连接,包括对象类型和版本信息。反序列化时,JVM用头信息生成对象实例,然后将对象字节流中的数据复制到对象数据成员中
序列化的过程就是对象写入字节流和从字节流中读取对象。将对象状态转换成字节流之后,可以用java.io包中的各种字节流类将其保存到文件中,管道到另一线程中或通过网络连接将对象数据发送到另一主机。对象序列化功能非常简单、强大,在RMI、Socket、JMS、EJB都有应用。对象序列化问题在网络编程中并不是最激动人心的课题,但却相当重要,具有许多实用意义。
对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如:RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务,就像在本地机上运行对象时一样。
java对象序列化不仅保留一个对象的数据,而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中,可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列化可以进行对象的“深复制”,即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。
最后列举一些经常遇到的一些真实情境,它们与 Java 序列化相关,通过分析情境出现的原因,使读者轻松牢记 Java 序列化中的一些高级认识
。
序列化 ID 问题
情境:两个客户端 A 和 B 试图通过网络传递对象数据,A 端将对象 C 序列化为二进制数据再传给 B,B 反序列化得到 C。
问题:C 对象的全类路径假设为 com.inout.Test,在 A 和 B 端都有这么一个类文件,功能代码完全一致。也都实现了 Serializable 接口,但是反序列化时总是提示不成功。
解决:虚拟机是否允许反序列化,不仅取决于类路径和功能代码是否一致,一个非常重要的一点是两个类的序列化 ID 是否一致(就是 private static final long serialVersionUID = 1L)。两段相同代码中,虽然两个类的功能代码完全一致,但是序列化 ID 不同,他们无法相互序列化和反序列化。
序列化 ID 在 Eclipse 下提供了两种生成策略,一个是固定的 1L,一个是随机生成一个不重复的 long 类型数据(实际上是使用 JDK 工具生成),在这里有一个建议,如果没有特殊需求,就是用默认的 1L 就可以,这样可以确保代码一致时反序列化成功。那么随机生成的序列化 ID 有什么作用呢,有些时候,通过改变序列化 ID 可以用来限制某些用户的使用。
对敏感字段加密
情境:服务器端给客户端发送序列化对象数据,对象中有一些数据是敏感的,比如密码字符串等,希望对该密码字段在序列化时,进行加密,而客户端如果拥有解密的密钥,只有在客户端进行反序列化时,才可以对密码进行读取,这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。
解决:在序列化过程中,虚拟机会试图调用对象类里的 writeObject 和 readObject 方法,进行用户自定义的序列化和反序列化,如果没有这样的方法,则默认调用是 ObjectOutputStream 的 defaultWriteObject 方法以及 ObjectInputStream 的 defaultReadObject 方法。用户自定义的 writeObject 和 readObject 方法可以允许用户控制序列化的过程,比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。基于这个原理,可以在实际应用中得到使用,用于敏感字段的加密工作,清单 3 展示了这个过程。
清单 3. 静态变量序列化问题代码
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String password = "pass";
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream out) {
try {
PutField putFields = out.putFields();
System.out.println("原密码:" + password);
password = "encryption";//模拟加密
putFields.put("password", password);
System.out.println("加密后的密码" + password);
out.writeFields();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void readObject(ObjectInputStream in) {
try {
GetField readFields = in.readFields();
Object object = readFields.get("password", "");
System.out.println("要解密的字符串:" + object.toString());
password = "pass";//模拟解密,需要获得本地的密钥
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("result.obj"));
out.writeObject(new Test());
out.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t = (Test) oin.readObject();
System.out.println("解密后的字符串:" + t.getPassword());
oin.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
在清单 3 的 writeObject 方法中,对密码进行了加密,在 readObject 中则对 password 进行解密,只有拥有密钥的客户端,才可以正确的解析出密码,确保了数据的安全。
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