Java序列化(Serialization)的理解

一、什麼是序列化

　　Java是面向對象的編程語言，有時須要保存對象，並在下次使用時能夠順利還原該對象。因爲這種需求很常見，因此Java API對此提供了支持，添加相關程序代碼到標準類庫中，並將保存和還原的過程稱之爲「對象序列化」。
　　Java SE7 文檔中將與對象序列化的相關內容作了詳細表述，將其稱爲：
　　「Java對象序列化規範」  Java Object Serialization Specification，網址爲：
　　http://docs.oracle.com/javase/7/docs/platform/serialization/spec/serialTOC.html

二、爲何叫序列化

　　我的猜想：
　　因爲保存對象的過程，是把對象保存爲一連串字節流，而英文Serialization的意思「序列化」，因此序列化形象的表述了這個過程。

三、序列化保存那些內容

　　對象（object）是類（class）的一個實例（instance）。一個類中包含了變量（field）和函數（method）兩個部分。同一個類的不一樣對象只是變量不一樣，因此Java API序列化過程當中只保存了對象的變量部分。一樣，因爲靜態變量（static field）是由同一個類的各個對象共用的，因此序列化過程當中也不保存。
　　因爲還原對象時須要在程序中動態建立該對象，因此程序也須要知道該對象的類定義，因此若是對象由一個程序序列化保存以後，由另一個程序反序列化還原時，類文件也須要傳送給該程序。這就須要擴展Java API序列化的功能，對其進行自定義。Java的遠程方法調用(Remote Method Invocation, RMI)功能，就是以Java API序列化爲基礎，並進行了擴展。

三、序列化的用途

　序列化主要有三個用途：

• 對象持久化（persistence）

　　對象持久化是指延長對象的存在時間。一般情況下，當程序結束時，程序中的對象再也不存在。
　　若是經過序列化功能，將對象保存到文件中，就能夠延長對象的存在時間，在下次程序運行是再恢復該對象。
　　序列化將對象保存在文件中，是實現對象持久化的一種方式。持久化還有不少種方式，好比Hibernate框架就提供了一整套對象持久化的方案。

• 對象複製

　　經過序列化，將對象保存在內存中，能夠再經過此數據獲得多個對象的副本。

• 對象傳輸

　　經過序列化，將對象轉化字節流後，能夠經過網絡發送給另外的Java程序。

四、什麼是流(Stream)

　　Java是面向對象的編程語言，對象是對現實實體的抽象表述。因此Java API中流(Stream)是對一連串數據的抽象，同時定義了一些操做，write和read等。因此現實實體，只要包含數據和對數據的讀寫操做均可以表示爲流。OutputStream類和InputStream類，是2個抽象類，分別對應輸出、輸入流，全部其它流對象，都是其子類。
　　好比文件，文件本質是保存在存儲設備中的一連串數據，在Java API中抽象爲FileOutputStream類和FileInputStream類，文件的讀寫能夠經過對相應流的讀寫實現的。
　　好比控制檯中命令和結果的輸入輸出，鍵盤的輸入是一串數據，程序的輸出是一串數據，因此在Java API中也被抽象爲流對象。控制檯輸入由System.in對象體現，System.in是類型爲InputStream的對象。控制檯輸出由System.out對象體現，System.out是類型爲PrintStream的對象。
　　因爲文件和控制檯輸入輸出都和操做系統有關，因此文件流和控制檯流對象最終都是由Java虛擬機建立的。
　　ByteArrayOutputStream、ByteArrayInputStream，是徹底不依賴Java虛擬機的流對象，其徹底是對一個byte[]數組的抽象。由於byte[]數組也是一連串數據，byte[]數組支持讀寫功能，因此徹底能夠抽象爲流對象，這能夠從這兩個類的源代碼中看出。

四、使用序列化功能

　　在Java API中，對象序列化接口主要由兩個類提供：ObjectOutputStream，ObjectInputStream。
　　爲了知足保存到文件、內存、經過網絡傳輸等不一樣需求，對象序列化後保存在流對象中。提供不一樣的流對象時，序列化後保存在相應流對象中。好比提供FileOutputStream和FileInputStream，就保存在文件中；提供ByteArrayOutputStream、ByteArrayInputStream，就保存在內存中。
　　因爲Java API已經提供了實現序列化須要的相關代碼，因此大部分狀況下，使用序列化很簡單。例如：
　　保存對象：

//建立一個流對象，好比文件輸出流對象
FileOutputStream underlyingStream = new FileOutputStream("C:\\temp\\test");
//用剛纔的文件流，建立一個對象序列化輸出流
ObjectOutputStream serializer = new ObjectOutputStream(underlyingStream);
//使用該流的輸出函數，將對象序列化後保存到文件流中，也就是保存到了對應文件中。
serializer.writeObject(serializableObject);

　　讀取對象，操做徹底與保存是一一對應：

//建立一個流對象，好比文件輸入流對象
FileInputStream underlyingStream = new FileInputStream("C:\\temp\\test");
//用剛纔的文件流，建立一個對象序列化輸入流
ObjectInputStream deserializer = new ObjectInputStream(underlyingStream);
//使用該流的輸入函數，將文件中保存的對象讀取到內存中，並建立相應對象。
Object deserializedObject = deserializer.readObject(  );

五、什麼樣的類能夠序列化

　　不是全部的類都有序列化的必要，好比Thread類等，這些類中並無必要保存的信息。這也是序列化沒有成爲Java內部功能的緣由之一。因此，若是某個類須要序列化功能，類的定義中必須實現Serializable或者Externalizable接口。
　　好比Java API中的Character類：

public final
class Character implements java.io.Serializable, Comparable<Character>

六、進一步的內容

　　進一步的內容好比transient關鍵字、自定義序列化機制、序列化版本控制等，請參考如下文章：

　　Java RMI  Chapter 10  Serialization  By William Grosso 　　http://oreilly.com/catalog/javarmi/chapter/ch10.html 　　Discover the secrets of the Java Serialization API   by Todd Greanier 　　http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/javaserial-1536170.html 　　Ivor Horton's Beginning Java(Java 7 Edition By Ivor Horton)  Chapter 12  Serializing Object 　　http://cn.bing.com/search?q=beginning+java+java+7+edition&go=&qs=AS&form=QBRE&pq=beginning+java+java&sc=2-19&sp=1&sk=