本文講解了Java序列化的機制和原理。從文中你可以瞭解如何序列化一個物件，什麼時候需要序列化以及Java序列化的演算法。

有關Java物件的序列化和反序列化也算是Java基礎的一部分，下面對Java序列化的機制和原理進行一些介紹。

Java序列化演算法透析

  Serialization（序列化）是一種將物件以一連串的位元組描述的過程；反序列化deserialization是一種將這些位元組重建成一個物件的過程。Java序列化API提供一種處理物件序列化的標準機制。在這裡你能學到如何序列化一個物件，什麼時候需要序列化以及Java序列化的演算法，我們用一個例項來示範序列化以後的位元組是如何描述一個物件的資訊的。

序列化的必要性

Java中，一切都是物件，在分散式環境中經常需要將Object從這一端網路或裝置傳遞到另一端。
這就需要有一種可以在兩端傳輸資料的協議。Java序列化機制就是為了解決這個問題而產生。

如何序列化一個物件

一個物件能夠序列化的前提是實現Serializable介面，Serializable介面沒有方法，更像是個標記。
有了這個標記的Class就能被序列化機制處理。

1. import java.io.Serializable;  
2. class TestSerial implements Serializable {  
3.        public byte version = 100;  
4.        public byte count = 0;  
5. } 

然後我們寫個程式將物件序列化並輸出。ObjectOutputStream能把Object輸出成Byte流。
我們將Byte流暫時儲存到temp.out檔案裡。

1. public static void main(String args[]) throws IOException {  
2.        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");  
3.        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);  
4.        TestSerial ts = new TestSerial();  
5.        oos.writeObject(ts);  
6.        oos.flush();  
7.        oos.close();  

如果要從持久的檔案中讀取Bytes重建物件，我們可以使用ObjectInputStream。  

public static void main(String args[]) throws IOException {  

   FileInputStream fis = new FileInputStream("temp.out");  

                           ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(fis);    

                          TestSerial ts = (TestSerial) oin.readObject();   

                           System.out.println("version="+ts.version);  

                       } 
                    

                    執行結果為
                    100.
                    

物件的序列化格式

將一個物件序列化後是什麼樣子呢？開啟剛才我們將物件序列化輸出的temp.out檔案， 以16進位制方式顯示。內容應該如下：

AC ED 00 05 73 72 00 0A 53 65 72 69 61 6C 54 65
73 74 A0 0C 34 00 FE B1 DD F9 02 00 02 42 00 05
63 6F 75 6E 74 42 00 07 76 65 72 73 69 6F 6E 78
70 00 64

這一坨位元組就是用來描述序列化以後的TestSerial物件的，我們注意到TestSerial類中只有兩個域：

public byte version = 100;

public byte count = 0;

且都是byte型，理論上儲存這兩個域只需要2個byte，但是實際上temp.out佔據空間為51bytes，
也就是說除了資料以外，還包括了對序列化物件的其他描述。

Java的序列化演算法

序列化演算法一般會按步驟做如下事情：

◆將物件例項相關的類元資料輸出。

◆遞迴地輸出類的超類描述直到不再有超類。

◆類元資料完了以後，開始從最頂層的超類開始輸出物件例項的實際資料值。

◆從上至下遞迴輸出例項的資料

我們用另一個更完整覆蓋所有可能出現的情況的例子來說明：

1. class parent implements Serializable {  
2.        int parentVersion = 10;  
3. }  
4. class contain implements Serializable{  
5.        int containVersion = 11;  
6. }  
7. public class SerialTest extends parent implements Serializable {  
8.        int version = 66;  
9.        contain con = new contain();  
10.        public int getVersion() {  
11.               return version;  
12.        }  
13.        public static void main(String args[]) throws IOException {  
14.               FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");  
15.               ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);  
16.               SerialTest st = new SerialTest();  
17.               oos.writeObject(st);  
18.               oos.flush();  
19.               oos.close();  
20.        }  
21. } 

這個例子是相當的直白啦。SerialTest類實現了Parent超類，內部還持有一個Container物件。

序列化後的格式如下：

AC ED 00 05 73 72 00 0A 53 65 72 69 61 6C 54 65

73 74 05 52 81 5A AC 66 02 F6 02 00 02 49 00 07

76 65 72 73 69 6F 6E 4C 00 03 63 6F 6E 74 00 09

4C 63 6F 6E 74 61 69 6E 3B 78 72 00 06 70 61 72

65 6E 74 0E DB D2 BD 85 EE 63 7A 02 00 01 49 00

0D 70 61 72 65 6E 74 56 65 72 73 69 6F 6E 78 70

00 00 00 0A 00 00 00 42 73 72 00 07 63 6F 6E 74

61 69 6E FC BB E6 0E FB CB 60 C7 02 00 01 49 00

0E 63 6F 6E 74 61 69 6E 56 65 72 73 69 6F 6E 78

70 00 00 00 0B

我們來仔細看看這些位元組都代表了啥。開頭部分，見顏色：

1. AC ED: STREAM_MAGIC. 宣告使用了序列化協議.
2. 00 05: STREAM_VERSION. 序列化協議版本.
3. 0x73: TC_OBJECT. 宣告這是一個新的物件.  

序列化演算法的第一步就是輸出物件相關類的描述。例子所示物件為SerialTest類例項，
因此接下來輸出SerialTest類的描述。見顏色：

1. 0x72: TC_CLASSDESC. 宣告這裡開始一個新Class。
2. 00 0A: Class名字的長度.
3. 53 65 72 69 61 6c 54 65 73 74: SerialTest,Class類名.
4. 05 52 81 5A AC 66 02 F6: SerialVersionUID, 序列化ID，如果沒有指定，
   則會由演算法隨機生成一個8byte的ID.
5. 0x02: 標記號. 該值宣告該物件支援序列化。
6. 00 02: 該類所包含的域個數。

接下來，演算法輸出其中的一個域，int version=66；見顏色：

1. 0x49: 域型別. 49 代表"I", 也就是Int.
2. 00 07: 域名字的長度.
3. 76 65 72 73 69 6F 6E: version,域名字描述.

然後，演算法輸出下一個域，contain con = new contain();這個有點特殊，是個物件。
描述物件型別引用時需要使用JVM的標準物件簽名表示法，見顏色：

1. 0x4C: 域的型別.
2. 00 03: 域名字長度.
3. 63 6F 6E: 域名字描述，con
4. 0x74: TC_STRING. 代表一個new String.用String來引用物件。
5. 00 09: 該String長度.
6. 4C 63 6F 6E 74 61 69 6E 3B: Lcontain;, JVM的標準物件簽名表示法.
7. 0x78: TC_ENDBLOCKDATA,物件資料塊結束的標誌

.接下來演算法就會輸出超類也就是Parent類描述了，見顏色：

1. 0x72: TC_CLASSDESC. 宣告這個是個新類.
2. 00 06: 類名長度.
3. 70 61 72 65 6E 74: parent,類名描述。
4. 0E DB D2 BD 85 EE 63 7A: SerialVersionUID, 序列化ID.
5. 0x02: 標記號. 該值宣告該物件支援序列化.
6. 00 01: 類中域的個數.

下一步，輸出parent類的域描述，int parentVersion=100;同見顏色：

1. 0x49: 域型別. 49 代表"I", 也就是Int.
2. 00 0D: 域名字長度.
3. 70 61 72 65 6E 74 56 65 72 73 69 6F 6E: parentVersion，域名字描述。
4. 0x78: TC_ENDBLOCKDATA,物件塊結束的標誌。
5. 0x70: TC_NULL, 說明沒有其他超類的標誌。.

到此為止，演算法已經對所有的類的描述都做了輸出。下一步就是把例項物件的實際值輸出了。這時候是從parent Class的域開始的，見顏色：

1. 00 00 00 0A: 10, parentVersion域的值.

還有SerialTest類的域：

1. 00 00 00 42: 66, version域的值.

再往後的bytes比較有意思，演算法需要描述contain類的資訊，要記住，
現在還沒有對contain類進行過描述，見顏色：

1. 0x73: TC_OBJECT, 宣告這是一個新的物件.
2. 0x72: TC_CLASSDESC宣告這裡開始一個新Class.
3. 00 07: 類名的長度.
4. 63 6F 6E 74 61 69 6E: contain,類名描述.
5. FC BB E6 0E FB CB 60 C7: SerialVersionUID, 序列化ID.
6. 0x02: Various flags. 標記號. 該值宣告該物件支援序列化
7. 00 01: 類內的域個數。

.輸出contain的唯一的域描述，int containVersion=11；

1. 0x49: 域型別. 49 代表"I", 也就是Int..
2. 00 0E: 域名字長度.
3. 63 6F 6E 74 61 69 6E 56 65 72 73 69 6F 6E: containVersion, 域名字描述.
4. 0x78: TC_ENDBLOCKDATA物件塊結束的標誌.

這時，序列化演算法會檢查contain是否有超類，如果有的話會接著輸出。

1. 0x70:TC_NULL，沒有超類了。

最後，將contain類實際域值輸出。

1. 00 00 00 0B: 11, containVersion的值.

OK,我們討論了java序列化的機制和原理，希望能對同學們有所幫助。

轉自：http://www.java3z.com/cwbwebhome/article/article8/862.html