Java-對象序列化

原文： java基礎複習（18）-對象序列化

對象序列化的深刻探究

我研究了一下jdk的實現，但願對你有所幫助，研究狀況以下：

在我本機測試代碼，查看序列化的文件guo.txt,在ultraEdit下， 用本地編碼看會是一串亂碼，可是用十六進制查看，就能夠發現規律,文件內容以下： AC ED 00 05 7A 00 00 02 FD 11 00 0A 0D 00 0A 07.....(後面內容省略) 每次執行，發現前面的AC ED 00 05總會存在。先解釋這個吧。 我在此只是想以代碼進一步證實： 對於建立一個對象輸出流時，查看構造器的代碼以下：

Java代碼

public ObjectOutputStream(OutputStream out) throws IOException {
    verifySubclass();
    bout = new BlockDataOutputStream(out);
    handles = new HandleTable(10, (float) 3.00);
    subs = new ReplaceTable(10, (float) 3.00);  
    enableOverride = false;
    writeStreamHeader();
    bout.setBlockDataMode(true);
    if (extendedDebugInfo) {
        debugInfoStack = new DebugTraceInfoStack();
    } else {
        debugInfoStack = null;
    }
}

writeStreamHeader(); //這句很重要，即只要你針對文件打開一個對象輸出流，它就會向其中寫入4個字節的內容。能夠查看到寫入的內容是：

Java代碼

protected void writeStreamHeader() throws IOException {
    bout.writeShort(STREAM_MAGIC);
    bout.writeShort(STREAM_VERSION);
}

寫入的兩個常量在接口ObjectStreamConstants定義以下：

Java代碼

public interface ObjectStreamConstants {  
/**
 * Magic number that is written to the stream header.
 */
final static short STREAM_MAGIC = (short)0xaced;

/**
 * Version number that is written to the stream header.
 */  
final static short STREAM_VERSION = 5;

從註釋就能夠知道，ACED只是寫入序列化文件的一個固定標記，起標識做用。

BlockDataOutputStream類的writeShort方法在內部又使用了Bits類的方法，具體感興趣的同窗能夠本身查看源代碼。因爲寫進的是short，在java中short佔兩個字節，因此文件頭就變成了AC ED 00 05。

而後解釋7A。其實當你測試比較少的數據時，當寫入的數據長度小於255個時，文件的前面部分會有另一種結果： AC ED 00 05 77 05 01 10 13 0A 06

bout是OjbectOutStream的私有靜態內部類BlockDataOutputStream的實例。 該類持有

Java代碼

/** buffer for writing block data headers */
private final byte[] hbuf = new byte[MAX_HEADER_SIZE];
// 緩存數據塊的頭部信息

/** buffer for writing general/block data */
private final byte[] buf = new byte[MAX_BLOCK_SIZE];
// 該緩衝數組保存要寫入的數據，但長度大於MAX_BLOCK_SIZE(1024)時，會刷新緩衝將內容寫入文件。

在api中也清楚的註明，摘錄入下：

基本數據（不包括 serializable 字段和 externalizable 數據）以塊數據記錄的形式寫入 ObjectOutputStream 中。塊數據記錄由頭部和數據組成。 塊數據部分包括標記和跟在部分後面的字節數。連續的基本寫入數據被合併在一個塊數據記錄中。塊數據記錄的分塊因子爲 1024 字節。每一個塊數據記錄都將填滿 1024 字節，或者在終止塊數據模式時被寫入。

源碼以下：

Java代碼

private void writeBlockHeader(int len) throws IOException {  
    if (len <= 0xFF) {  
        hbuf[0] = TC_BLOCKDATA;
        hbuf[1] = (byte) len;
        out.write(hbuf, 0, 2);
    } else {
        hbuf[0] = TC_BLOCKDATALONG;
        Bits.putInt(hbuf, 1, len);
        out.write(hbuf, 0, 5);
    }
}

以上代碼中的TC_BLOCKDATA也定義在接口ObjectStreamConstants中。

Java代碼

/**
 * Block of optional data. Byte following tag indicates number
 * of bytes in this block data.
 */

final static byte TC_BLOCKDATA = (byte) 0x77; // 跟在77後面的字節記錄一個數據塊中實際寫入的字節數，這裏只有5個字節的數據內容，因爲只有一個字節記錄，因此最多隻能有 255個字節的數據部分，數據長度該句代碼hbuf[1] = (byte) len;產生。

/**
 * long Block data. The long following the tag indicates the
 * number of bytes in this block data.
 */
final static byte TC_BLOCKDATALONG= (byte)0x7A; // 一樣的後面跟的四個字節來記錄寫入的數據長度

每次數據塊緩衝區滿時（大於1024）就會刷新緩衝區，將塊頭和數據寫入文件保存，因此保存的數據較多時，你會發如今文件的後面部分也會出現屢次77 xx或7A xx，那是屢次寫入引發的 。每次刷新緩衝後，會重置塊緩衝buf偏移pos爲0，從頭寫入。數據長度有該句代碼產生 Bits.putInt(hbuf, 1, len);

繼續查看類Bits的該方法：

Java代碼

static void putInt(byte[] b, int off, int val) {
    b[off + 3] = (byte) (val >>> 0);
    b[off + 2] = (byte) (val >>> 8);
    b[off + 1] = (byte) (val >>> 16);
    b[off + 0] = (byte) (val >>> 24);
}

該方法相信你們應該看得懂，其實就是把長度(int)的每一個字節取出放到了hbuf中和7A一塊兒作頭部。

還有一點就是，若是你調用輸出流的write方法後，卻不去關閉輸出流，當數據量小於1024個字節時，文件中只會包含序列化的文件頭： AC ED 00 05，而沒有真正寫入其餘數據.數據量大於1024個字節的話，因爲超過容量會刷新緩衝區，文件固然就包含數據咯。因此咱們在寫入較少數據的時候，注意要關閉輸出流，這樣就能夠在關閉時，將緩衝區的數據寫入到文件中去。

還有部分非關鍵代碼就不貼出來了，想研究的同窗直接查看就是了。以上內容只是本人針對源碼結合測試得出的結論，不足之處，還請你們批評指正。

針對對象序列化，會將序列化的類和字段的基本信息保存在序列化文件中，也能夠想見反序列化總會依賴必定信息吧，不可能直接針對一個普通文本文件就反序列化，這樣就欠考慮了，呵呵。它也會首先根據文件頭(即AC ED 00 05)來斷定是否是一個序列化文件，若是不是就直接拋出異常。

針對對象序列化的問題，內容補充:

• 當你想序列化的類實現了Serialiazble接口時，序列化後再次反序列化時，不會調用該類的默認構造器。
• 而你的類若是實現了Externalizable接口時，在反序列化產生實例時，會調用默認構造器，初始化成員變量。

參考：

• 官方文檔：Object Serialization Stream Protocol
• 原文連接：java基礎複習（18）-對象序列化
• 另有一篇深刻研究：序列化和反序列化
• 擴展閱讀：深刻理解 JAVA 反序列化漏洞

補充：

The following symbols in java.io.ObjectStreamConstants define the terminal and constant values expected in a stream.

final static short STREAM_MAGIC = (short)0xaced;
final static short STREAM_VERSION = 5;
final static byte TC_NULL = (byte)0x70;
final static byte TC_REFERENCE = (byte)0x71;
final static byte TC_CLASSDESC = (byte)0x72;
final static byte TC_OBJECT = (byte)0x73;
final static byte TC_STRING = (byte)0x74;
final static byte TC_ARRAY = (byte)0x75;
final static byte TC_CLASS = (byte)0x76;
final static byte TC_BLOCKDATA = (byte)0x77;
final static byte TC_ENDBLOCKDATA = (byte)0x78;
final static byte TC_RESET = (byte)0x79;
final static byte TC_BLOCKDATALONG = (byte)0x7A;
final static byte TC_EXCEPTION = (byte)0x7B;
final static byte TC_LONGSTRING = (byte) 0x7C;
final static byte TC_PROXYCLASSDESC = (byte) 0x7D;
final static byte TC_ENUM = (byte) 0x7E;
final static  int   baseWireHandle = 0x7E0000;

The flag byte classDescFlags may include values of

final static byte SC_WRITE_METHOD = 0x01; //if SC_SERIALIZABLE
 final static byte SC_BLOCK_DATA = 0x08;    //if SC_EXTERNALIZABLE
final static byte SC_SERIALIZABLE = 0x02;
final static byte SC_EXTERNALIZABLE = 0x04;
final static byte SC_ENUM = 0x10;