Java對象的串行化(Serialization)

串行化的概念
對象的壽命通常隨著生成該對象的程序的終止而終止。有時候，可能需要將對象的狀態保存下來，在需要時再將對象恢復。我們把對象的這種能記錄自己的狀態以便將來再生的能力叫作對象的持續性(persistence)。對象通過寫出描述自己狀態的數值來記錄自己 ，這個過程叫對象的串行化(Serialization) 。
串行化的主要任務是寫出對象實例變量的數值。如果變量是另一對象的引用，則引用的對象也要串行化。這個過程是遞歸的，串行化可能要涉及一個復雜樹結構的串行化，包括原有對象、對象的對象、對象的對象的對象等等。對象所有權的層次結構稱為圖表(graph)。

串行化的目的
Java對象的串行化的目標是為Java的運行環境提供一組特性，如下所示：

盡量保持對象串行化的簡單扼要 ，但要提供一種途徑使其可根據開發者的要求進行擴展或定制。

串行化機制應嚴格遵守Java的對象模型 。對象的串行化狀態中應該存有所有的關於種類的安全特性的信息。

對象的串行化機制應支持Java的對象持續性。

對象的串行化機制應有足夠的可擴展能力以支持對象的遠程方法調用(RMI)。

對象串行化應允許對象定義自身的格式即其自身的數據流表示形式，可外部化接口來完成這項功能。

串行化的方法
從JDK1.1開始，Java語言提供了對象串行化機制 ，在java.io包中，接口Serialization用來作為實現對象串行化的工具 ，只有實現了Serialization的類的對象才可以被串行化。

Serializable接口中沒有任何的方法。當一個類聲明要實現Serializable接口時，只是表明該類參加串行化協議，而不需要實現任何特殊的方法。

下面我們通過實例介紹如何對對象進行串行化。

定義一個可串行化對象
一個類，如果要使其對象可以被串行化，必須實現Serializable接口。我們定義一個類Student如下：
import java.io.Serializable;

public class Student implements Serializable {
int id;//學號
String name;//姓名
int age;//年齡
String department;//系別
public Student(int id,String name,int age,String department) {
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
this.department = department;
}
}

構造對象的輸入／輸出流
要串行化一個對象，必須與一定的對象輸出/輸入流聯系起來，通過對象輸出流將對象狀態保存下來，再通過對象輸入流將對象狀態恢復。
java.io包中，提供了ObjectInputStream和ObjectOutputStream將數據流功能擴展至可讀寫對象 。在ObjectInputStream 中用readObject()方法可以直接讀取一個對象，ObjectOutputStream中用writeObject()方法可以直接將對象保存到輸出流中。
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);
}
}

運行結果如下：
Student Info:
ID:981036
Name:LiuMing
Age:18
Dep:CSD

在這個例子中，我們首先定義了一個類Student，實現了Serializable接口 ，然後通過對象輸出流的writeObject()方法將Student對象保存到文件 data.ser中 。之後，通過對家輸入流的readObjcet()方法從文件data.ser中讀出保存下來的Student對象 。從運行結果可以看到，通過串行化機制，可以正確地保存和恢復對象的狀態。

串行化的注意事項
串行化能保存的元素
串行化只能保存對象的非靜態成員交量，不能保存任何的成員方法和靜態的成員變量，而且串行化保存的只是變量的值，對於變量的任何修飾符都不能保存。

transient關鍵字
對於某些類型的對象，其狀態是瞬時的，這樣的對象是無法保存其狀態的。例如一個Thread對象或一個FileInputStream對象 ，對於這些字段，我們必須用transient關鍵字標明，否則編譯器將報措。

串行化可能涉及將對象存放到磁盤上或在網絡上發送數據，這時候就會產生安全問題。因為數據位於Java運行環境之外，不在Java安全機制的控制之中。對於這些需要保密的字段，不應保存在永久介質中 ，或者不應簡單地不加處理地保存下來 。為了保證安全性，應該在這些字段前加上transient關鍵字。

關鍵字transient的一個應用舉例
//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;
public void 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
}
}
}