java 序列化關鍵字 serialversionuid 的作用 (附帶程式碼距離)
serialVersionUID適用於Java的序列化機制。簡單來說,Java的序列化機制是通過判斷類的serialVersionUID來驗證版本一致性的。在進行反序列化時,JVM會把傳來的位元組流中的serialVersionUID與本地相應實體類的serialVersionUID進行比較,如果相同就認為是一致的,可以進行反序列化,否則就會出現序列化版本不一致的異常,即是InvalidCastException。
具體的序列化過程是這樣的:序列化操作的時候系統會把當前類的serialVersionUID寫入到序列化檔案中,當反序列化時系統會去檢測檔案中的serialVersionUID,判斷它是否與當前類的serialVersionUID一致,如果一致就說明序列化類的版本與當前類版本是一樣的,可以反序列化成功,否則失敗。
serialVersionUID有兩種顯示的生成方式: 一是預設的1L,比如:private static final long serialVersionUID = 1L; 二是根據類名、介面名、成員方法及屬性等來生成一個64位的雜湊欄位,比如: private static final long serialVersionUID = xxxxL;
當一個類實現了Serializable介面,如果沒有顯示的定義serialVersionUID,Eclipse會提供相應的提醒。面對這種情況,我們只需要在Eclipse中點選類中warning圖示一下,Eclipse就會 自動給定兩種生成的方式。如果不想定義,在Eclipse的設定中也可以把它關掉的,設定如下: Window ==> Preferences ==> Java ==> Compiler ==> Error/Warnings ==> Potential programming problems 將Serializable class without serialVersionUID的warning改成ignore即可。
當實現java.io.Serializable介面的類沒有顯式地定義一個serialVersionUID變數時候,Java序列化機制會根據編譯的Class自動生成一個serialVersionUID作序列化版本比較用,這種情況下,如果Class檔案(類名,方法明等)沒有發生變化(增加空格,換行,增加註釋等等),就算再編譯多次,serialVersionUID也不會變化的。
如果我們不希望通過編譯來強制劃分軟體版本,即實現序列化介面的實體能夠相容先前版本,就需要顯式地定義一個名為serialVersionUID,型別為long的變數,不修改這個變數值的序列化實體都可以相互進行序列化和反序列化。
下面用程式碼說明一下serialVersionUID在應用中常見的幾種情況。
(1)序列化實體類
package com.sf.code.serial; import java.io.Serializable; public class Person implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 123456789L; public int id; public String name; public Person(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } public String toString() { return "Person: " + id + " " + name; } }
(2)序列化功能:
package com.sf.code.serial; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectOutputStream; public class SerialTest { public static void main(String[] args) throws IOException { Person person = new Person(1234, "wang"); System.out.println("Person Serial" + person); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("Person.txt"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(person); oos.flush(); oos.close(); } }
(3)反序列化功能:
package com.sf.code.serial; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.ObjectInputStream; public class DeserialTest { public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException { Person person; FileInputStream fis = new FileInputStream("Person.txt"); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); person = (Person) ois.readObject(); ois.close(); System.out.println("Person Deserial" + person); } }
情況一:假設Person類序列化之後,從A端傳輸到B端,然後在B端進行反序列化。在序列化Person和反序列化Person的時候,A端和B端都需要存在一個相同的類。如果兩處的serialVersionUID不一致,會產生什麼錯誤呢? 【答案】可以利用上面的程式碼做個試驗來驗證: 先執行測試類SerialTest,生成序列化檔案,代表A端序列化後的檔案,然後修改serialVersion值,再執行測試類DeserialTest,代表B端使用不同serialVersion的類去反序列化,結果報錯:
Exception in thread "main" java.io.InvalidClassException: com.sf.code.serial.Person; local class incompatible: stream classdesc serialVersionUID = 1234567890, local class serialVersionUID = 123456789 at java.io.ObjectStreamClass.initNonProxy(ObjectStreamClass.java:621) at java.io.ObjectInputStream.readNonProxyDesc(ObjectInputStream.java:1623) at java.io.ObjectInputStream.readClassDesc(ObjectInputStream.java:1518) at java.io.ObjectInputStream.readOrdinaryObject(ObjectInputStream.java:1774) at java.io.ObjectInputStream.readObject0(ObjectInputStream.java:1351) at java.io.ObjectInputStream.readObject(ObjectInputStream.java:371) at com.sf.code.serial.DeserialTest.main(DeserialTest.java:13)
情況二:假設兩處serialVersionUID一致,如果A端增加一個欄位,然後序列化,而B端不變,然後反序列化,會是什麼情況呢?
package com.sf.code.serial; import java.io.Serializable; public class Person implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1234567890L; public int id; public String name; public int age; public Person(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } public Person(int id, String name, int age) { this.id = id; this.name = name; this.age = age; } public String toString() { return "Person: " + id + ",name:" + name + ",age:" + age; } }
public class SerialTest { public static void main(String[] args) throws IOException { Person person = new Person(1234, "wang", 100); System.out.println("Person Serial" + person); FileOutputStream fos = new FileOutputStream("Person.txt"); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); oos.writeObject(person); oos.flush(); oos.close(); } }
Person DeserialPerson: 1234,name:wang
【答案】新增 public int age; 執行SerialTest,生成序列化檔案,代表A端。刪除 public int age,反序列化,代表B端,最後的結果為:執行序列化,反序列化正常,但是A端增加的欄位丟失(被B端忽略)。
情況三:假設兩處serialVersionUID一致,如果B端減少一個欄位,A端不變,會是什麼情況呢?
package com.sf.code.serial; import java.io.Serializable; public class Person implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1234567890L; public int id; //public String name; public int age; public Person(int id, String name) { this.id = id; //this.name = name; } public String toString() { return "Person: " + id //+ ",name:" + name + ",age:" + age; } }
Person DeserialPerson: 1234,age:0
【答案】序列化,反序列化正常,B端欄位少於A端,A端多的欄位值丟失(被B端忽略)。
情況四:假設兩處serialVersionUID一致,如果B端增加一個欄位,A端不變,會是什麼情況呢? 驗證過程如下: 先執行SerialTest,然後在實體類Person增加一個欄位age,如下所示,再執行測試類DeserialTest.
package com.sf.code.serial; import java.io.Serializable; public class Person implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1234567890L; public int id; public String name; public int age; public Person(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } /*public Person(int id, String name, int age) { this.id = id; this.name = name; this.age = age; }*/ public String toString() { return "Person: " + id + ",name:" + name + ",age:" + age; } }
結果:Person DeserialPerson: 1234,name:wang,age:0
說明序列化,反序列化正常,B端新增加的int欄位被賦予了預設值0。
最後通過下面的圖片,總結一下上面的幾種情況。
靜態變數序列化
情境:檢視清單 2 的程式碼。
清單 2. 靜態變數序列化問題程式碼
public class Test implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; public static int staticVar = 5; public static void main(String[] args) { try { //初始時staticVar為5 ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream( new FileOutputStream("result.obj")); out.writeObject(new Test()); out.close(); //序列化後修改為10 Test.staticVar = 10; ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream( "result.obj")); Test t = (Test) oin.readObject(); oin.close(); //再讀取,通過t.staticVar列印新的值 System.out.println(t.staticVar); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } } }
清單 2 中的 main 方法,將物件序列化後,修改靜態變數的數值,再將序列化物件讀取出來,然後通過讀取出來的物件獲得靜態變數的數值並打印出來。依照清單 2,這個 System.out.println(t.staticVar) 語句輸出的是 10 還是 5 呢?
最後的輸出是 10,對於無法理解的讀者認為,列印的 staticVar 是從讀取的物件裡獲得的,應該是儲存時的狀態才對。之所以列印 10 的原因在於序列化時,並不儲存靜態變數,這其實比較容易理解,序列化儲存的是物件的狀態,靜態變數屬於類的狀態,因此 序列化並不儲存靜態變數。
父類的序列化與 Transient 關鍵字
情境:一個子類實現了 Serializable 介面,它的父類都沒有實現 Serializable 介面,序列化該子類物件,然後反序列化後輸出父類定義的某變數的數值,該變數數值與序列化時的數值不同。
解決:要想將父類物件也序列化,就需要讓父類也實現Serializable 介面。如果父類不實現的話的,就 需要有預設的無參的建構函式。在父類沒有實現 Serializable 介面時,虛擬機器是不會序列化父物件的,而一個 Java 物件的構造必須先有父物件,才有子物件,反序列化也不例外。所以反序列化時,為了構造父物件,只能呼叫父類的無參建構函式作為預設的父物件。因此當我們取父物件的變數值時,它的值是呼叫父類無參建構函式後的值。如果你考慮到這種序列化的情況,在父類無參建構函式中對變數進行初始化,否則的話,父類變數值都是預設宣告的值,如 int 型的預設是 0,string 型的預設是 null。
Transient 關鍵字的作用是控制變數的序列化,在變數宣告前加上該關鍵字,可以阻止該變數被序列化到檔案中,在被反序列化後,transient 變數的值被設為初始值,如 int 型的是 0,物件型的是 null。
特性使用案例
我們熟悉使用 Transient 關鍵字可以使得欄位不被序列化,那麼還有別的方法嗎?根據父類物件序列化的規則,我們可以將不需要被序列化的欄位抽取出來放到父類中,子類實現 Serializable 介面,父類不實現,根據父類序列化規則,父類的欄位資料將不被序列化,形成類圖如圖 2 所示。
圖 2. 案例程式類圖
上圖中可以看出,attr1、attr2、attr3、attr5 都不會被序列化,放在父類中的好處在於當有另外一個 Child 類時,attr1、attr2、attr3 依然不會被序列化,不用重複抒寫 transient,程式碼簡潔。
static final 修飾的serialVersionUID如何被寫入到序列化檔案中的,看下面的原始碼:
序列化寫入時的ObjectStreamClass.java中,
void writeNonProxy(ObjectOutputStream out) throws IOException { out.writeUTF(name); out.writeLong(getSerialVersionUID()); byte flags = 0; ...
public long getSerialVersionUID() { // REMIND: synchronize instead of relying on volatile? if (suid == null) { suid = AccessController.doPrivileged( new PrivilegedAction<Long>() { public Long run() { return computeDefaultSUID(cl); } } ); } return suid.longValue(); }