面试题：Java 序列化和反序列化为什么要实现 Serializable 接口？

xuxu11162023-10-08 18:41

文章目录

前言

最近公司的在做服务化, 需要把所有model包里的类都实现Serializable接口, 同时还要显示指定serialVersionUID的值. 听到这个需求, 我脑海里就突然出现了好几个问题, 比如说:

(1) 序列化和反序列化是什么?

(2) 实现序列化和反序列化为什么要实现Serializable接口?

(3) 实现Serializable接口就算了, 为什么还要显示指定serialVersionUID的值?

(4) 我要为serialVersionUID指定个什么值?

下面我们来一一解答这几个问题.

序列化和反序列化

序列化：把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化.

反序列化：把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化.

什么时候需要用到序列化和反序列化呢?

当我们只在本地JVM里运行下Java实例, 这个时候是不需要什么序列化和反序列化的, 但当我们需要将内存中的对象持久化到磁盘, 数据库中时, 当我们需要与浏览器进行交互时, 当我们需要实现RPC时, 这个时候就需要序列化和反序列化了.

前两个需要用到序列化和反序列化的场景, 是不是让我们有一个很大的疑问? 我们在与浏览器交互时, 还有将内存中的对象持久化到数据库中时, 好像都没有去进行序列化和反序列化, 因为我们都没有实现Serializable接口, 但一直正常运行.

下面先给出结论:

只要我们对内存中的对象进行持久化或网络传输, 这个时候都需要序列化和反序列化.

理由:

服务器与浏览器交互时真的没有用到Serializable接口吗? JSON格式实际上就是将一个对象转化为字符串, 所以服务器与浏览器交互时的数据格式其实是字符串, 我们来看来String类型的源码:

java 复制代码 
public final class String
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

    /** Cache the hash code for the string */
    private int hash; // Default to 0

    /** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

......
}

String类型实现了Serializable接口, 并显示指定serialVersionUID的值.

然后我们再来看对象持久化到数据库中时的情况, Mybatis数据库映射文件里的insert代码:

java 复制代码 
<insert id="insertUser" parameterType="org.tyshawn.bean.User">
    INSERT INTO t_user(name, age) VALUES (#{name}, #{age})
</insert>

实际上我们并不是将整个对象持久化到数据库中, 而是将对象中的属性持久化到数据库中, 而这些属性都是实现了Serializable接口的基本属性.

实现序列化和反序列化为什么要实现Serializable接口?

在Java中实现了Serializable接口后, JVM会在底层帮我们实现序列化和反序列化, 如果我们不实现Serializable接口, 那自己去写一套序列化和反序列化代码也行, 至于具体怎么写, Google一下你就知道了.

实现Serializable接口就算了, 为什么还要显示指定serialVersionUID的值?

如果不显示指定serialVersionUID, JVM在序列化时会根据属性自动生成一个serialVersionUID, 然后与属性一起序列化, 再进行持久化或网络传输. 在反序列化时, JVM会再根据属性自动生成一个新版serialVersionUID, 然后将这个新版serialVersionUID与序列化时生成的旧版serialVersionUID进行比较, 如果相同则反序列化成功, 否则报错.

如果显示指定了serialVersionUID, JVM在序列化和反序列化时仍然都会生成一个serialVersionUID, 但值为我们显示指定的值, 这样在反序列化时新旧版本的serialVersionUID就一致了.

在实际开发中, 不显示指定serialVersionUID的情况会导致什么问题? 如果我们的类写完后不再修改, 那当然不会有问题, 但这在实际开发中是不可能的, 我们的类会不断迭代, 一旦类被修改了, 那旧对象反序列化就会报错. 所以在实际开发中, 我们都会显示指定一个serialVersionUID, 值是多少无所谓, 只要不变就行.

写个实例测试下:

(1) User类

不显示指定serialVersionUID.

java 复制代码 
public class User implements Serializable {

    private String name;
    private Integer age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

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

(2) 测试类

先进行序列化, 再进行反序列化.

java 复制代码 
public class SerializableTest {

    private static void serialize(User user) throws Exception {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:\\111.txt")));
        oos.writeObject(user);
        oos.close();
    }

    private static User deserialize() throws Exception{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("D:\\111.txt")));
        return (User) ois.readObject();
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User();
        user.setName("tyshawn");
        user.setAge(18);
        System.out.println("序列化前的结果: " + user);

        serialize(user);

        User dUser = deserialize();
        System.out.println("反序列化后的结果: "+ dUser);
    }
}

(3) 结果

先注释掉反序列化代码, 执行序列化代码, 然后User类新增一个属性sex

java 复制代码 
public class User implements Serializable {

    private String name;
    private Integer age;
    private String sex;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

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

再注释掉序列化代码执行反序列化代码, 最后结果如下:

java 复制代码 
序列化前的结果: User{name='tyshawn', age=18}
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: org.tyshawn.SerializeAndDeserialize.User; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 1035612825366363028, local class serialVersionUID = -1830850955895931978

报错结果为序列化与反序列化产生的serialVersionUID不一致.

接下来我们在上面User类的基础上显示指定一个serialVersionUID

java 复制代码 
private static final long serialVersionUID = 1L;

再执行上述步骤, 测试结果如下:

java 复制代码 
序列化前的结果: User{name='tyshawn', age=18}
反序列化后的结果: User{name='tyshawn', age=18, sex='null'}

显示指定serialVersionUID后就解决了序列化与反序列化产生的serialVersionUID不一致的问题.

Java序列化的其他特性

先说结论, 被transient关键字修饰的属性不会被序列化, static属性也不会被序列化.

我们来测试下这个结论:

(1) User类

java 复制代码 
public class User implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private String name;
    private Integer age;
    private transient String sex;
    private static String signature = "你眼中的世界就是你自己的样子";

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public static String getSignature() {
        return signature;
    }

    public static void setSignature(String signature) {
        User.signature = signature;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex='" + sex +'\'' +
                ", signature='" + signature + '\'' +
                '}';
    }
}

(2) 测试类

java 复制代码 
public class SerializableTest {

    private static void serialize(User user) throws Exception {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("D:\\111.txt")));
        oos.writeObject(user);
        oos.close();
    }

    private static User deserialize() throws Exception{
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("D:\\111.txt")));
        return (User) ois.readObject();
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User();
        user.setName("tyshawn");
        user.setAge(18);
        user.setSex("man");
        System.out.println("序列化前的结果: " + user);

        serialize(user);

        User dUser = deserialize();
        System.out.println("反序列化后的结果: "+ dUser);
    }
}

(3) 结果

先注释掉反序列化代码, 执行序列化代码, 然后修改User类signature = "我的眼里只有你", 再注释掉序列化代码执行反序列化代码, 最后结果如下:

序列化前的结果: User{name='tyshawn', age=18, sex='man', signature='你眼中的世界就是你自己的样子'}

反序列化后的结果: User{name='tyshawn', age=18, sex='null', signature='我的眼里只有你'}

static属性为什么不会被序列化?

因为序列化是针对对象而言的, 而static属性优先于对象存在, 随着类的加载而加载, 所以不会被序列化.

看到这个结论, 是不是有人会问, serialVersionUID也被static修饰, 为什么serialVersionUID会被序列化? 其实serialVersionUID属性并没有被序列化, JVM在序列化对象时会自动生成一个serialVersionUID, 然后将我们显示指定的serialVersionUID属性值赋给自动生成的serialVersionUID.

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