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引言
将Java对象序列化为二进制文件的Java序列化技术是Java系列技术中一个较为重要的技术点，在大部分情况下，开发人员只需要了解被序列化的类需要实现Serializable接口，使用ObjectInputStream和ObjectOutputStream进行对象的读写。然而在有些情况下，光知道这些还远远不够，文章列举了笔者遇到的一些真实情境，它们与Java序列化相关，通过分析情境出现的原因，使读者轻松牢记Java序列化中的一些高级认识。文章结构
本文将逐一的介绍几个情境，顺序如下面的列表。l 序列化ID的问题
l 静态变量序列化
l 父类的序列化与Transient关键字
l 对敏感字段加密
l 序列化存储规则
列表的每一部分讲述了一个单独的情境，读者可以分别查看。
序列化ID问题
情境：两个客户端A和B试图通过网络传递对象数据，A端将对象C序列化为二进制数据再传给B，B反序列化得到C。问题：C对象的全类路径假设为com.inout.Test，在A和B端都有这么一个类文件，功能代码完全一致。也都实现了Serializable接口，但是反序列化时总是提示不成功。
解决：虚拟机是否允许反序列化，不仅取决于类路径和功能代码是否一致，一个非常重要的一点是两个类的序列化ID是否一致（就是private static final long serialVersionUID = 1L）。清单1中，虽然两个类的功能代码完全一致，但是序列化ID不同，他们无法相互序列化和反序列化。
清单 1. 相同功能代码不同序列化ID的类对比
package com.inout;import java.io.Serializable;
public class A implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
}
package com.inout;
import java.io.Serializable;
public class A implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 2L;
private String name;
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
}
序列化ID在Eclipse下提供了两种生成策略，一个是固定的1L，一个是随机生成一个不重复的long类型数据（实际上是使用JDK工具生成），在这里有一个建议，如果没有特殊需求，就是用默认的1L就可以，这样可以确保代码一致时反序列化成功。那么随机生成的序列化ID有什么作用呢，有些时候，通过改变序列化ID可以用来限制某些用户的使用。
特性使用案例
读者应该听过Façade模式，它是为应用程序提供统一的访问接口，案例程序中的Client客户端使用了该模式，案例程序结构图如图1所示。图 1. 案例程序结构
Client端通过Façade Object才可以与业务逻辑对象进行交互。而客户端的Façade Object不能直接由Client生成，而是需要Server端生成，然后序列化后通过网络将二进制对象数据传给Client，Client负责反序列化得到Façade对象。该模式可以使得Client端程序的使用需要服务器端的许可，同时Client端和服务器端的Façade Object类需要保持一致。当服务器端想要进行版本更新时，只要将服务器端的Façade Object类的序列化ID再次生成，当Client端反序列化Façade Object就会失败，也就是强制Client端从服务器端获取最新程序。
静态变量序列化
情境：查看清单2的代码。清单 2. 静态变量序列化问题代码
public class Test implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;
public static int staticVar = 5;
public static void main(String[] args) {
try {
//初始时staticVar为5
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("result.obj"));
out.writeObject(new Test());
out.close();
//序列化后修改为10
Test.staticVar = 10;
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t = (Test) oin.readObject();
oin.close();
//再读取，通过t.staticVar打印新的值
System.out.println(t.staticVar);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
清单2中的main方法，将对象序列化后，修改静态变量的数值，再将序列化对象读取出来，然后通过读取出来的对象获得静态变量的数值并打印出来。依照清单2，这个System.out.println(t.staticVar)语句输出的是10还是5呢？
最后的输出是10，对于无法理解的读者认为，打印的staticVar是从读取的对象里获得的，应该是保存时的状态才对。之所以打印10的原因在于序列化时，并不保存静态变量，这其实比较容易理解，序列化保存的是对象的状态，静态变量属于类的状态，因此序列化并不保存静态变量。
父类的序列化与Transient关键字
情境：一个子类实现了Serializable接口，它的父类都没有实现Serializable接口，序列化该子类对象，然后反序列化后输出父类定义的某变量的数值，该变量数值与序列化时的数值不同。解决：要想将父类对象也序列化，就需要让父类也实现Serializable接口。如果父类不实现的话的，就需要有默认的无参的构造函数。在父类没有实现Serializable接口时，虚拟机是不会序列化父对象的，而一个Java对象的构造必须先有父对象，才有子对象，反序列化也不例外。所以反序列化时，为了构造父对象，只能调用父类的无参构造函数作为默认的父对象。因此当我们取父对象的变量值时，它的值是调用父类无参构造函数后的值。如果你考虑到这种序列化的情况，在父类无参构造函数中对变量进行初始化，否则的话，父类变量值都是默认声明的值，如int型的默认是0，string型的默认是null。
Transient关键字的作用是控制变量的序列化，在变量声明前加上该关键字，可以阻止该变量被序列化到文件中，在被反序列化后，transient变量的值被设为初始值，如int型的是0，对象型的是null。
特性使用案例
我们熟悉使用Transient关键字可以使得字段不被序列化，那么还有别的方法吗？根据父类对象序列化的规则，我们可以将不需要被序列化的字段抽取出来放到父类中，子类实现Serializable接口，父类不实现，根据父类序列化规则，父类的字段数据将不被序列化，形成类图如图2所示。图 2. 案例程序类图
上图中可以看出，attr1、attr2、attr3、attr5都不会被序列化，放在父类中的好处在于当有另外一个Child类时，attr1、attr2、attr3依然不会被序列化，不用重复抒写transient，代码简洁。
对敏感字段加密
情境：服务器端给客户端发送序列化对象数据，对象中有一些数据是敏感的，比如密码字符串等，希望对该密码字段在序列化时，进行加密，而客户端如果拥有解密的密钥，只有在客户端进行反序列化时，才可以对密码进行读取，这样可以一定程度保证序列化对象的数据安全。解决：在序列化过程中，虚拟机会试图调用对象类里的writeObject和readObject方法，进行用户自定义的序列化和反序列化，如果没有这样的方法，则默认调用是ObjectOutputStream的defaultWriteObject方法以及ObjectInputStream的defaultReadObject方法。用户自定义的writeObject和readObject方法可以允许用户控制序列化的过程，比如可以在序列化的过程中动态改变序列化的数值。基于这个原理，可以在实际应用中得到使用，用于敏感字段的加密工作，清单3展示了这个过程。
清单 2. 静态变量序列化问题代码
private static final long serialVersionUID = 1L;private String password = "pass";
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
private void writeObject(ObjectOutputStream out) {
try {
PutField putFields = out.putFields();
System.out.println("原密码:" + password);
password = "encryption";//模拟加密
putFields.put("password", password);
System.out.println("加密后的密码" + password);
out.writeFields();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
private void readObject(ObjectInputStream in) {
try {
GetField readFields = in.readFields();
Object object = readFields.get("password", "");
System.out.println("要解密的字符串:" + object.toString());
password = "pass";//模拟解密,需要获得本地的密钥
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
try {
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
new FileOutputStream("result.obj"));
out.writeObject(new Test());
out.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t = (Test) oin.readObject();
System.out.println("解密后的字符串:" + t.getPassword());
oin.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
在清单3的writeObject方法中，对密码进行了加密，在readObject中则对password进行解密，只有拥有密钥的客户端，才可以正确的解析出密码，确保了数据的安全。执行清单3后控制台输出如图3所示。
图 3. 数据加密演示
特性使用案例
RMI技术是完全基于Java序列化技术的，服务器端接口调用所需要的参数对象来至于客户端，它们通过网络相互传输。这就涉及RMI的安全传输的问题。一些敏感的字段，如用户名密码（用户登录时需要对密码进行传输），我们希望对其进行加密，这时，就可以采用本节介绍的方法在客户端对密码进行加密，服务器端进行解密，确保数据传输的安全性。序列化存储规则
情境：问题代码如清单3所示。清单 3. 存储规则问题代码
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));
Test test = new Test();
//试图将对象两次写入文件
out.writeObject(test);
out.flush();
System.out.println(new File("result.obj").length());
out.writeObject(test);
out.close();
System.out.println(new File("result.obj").length());
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
//从文件依次读出两个文件
Test t1 = (Test) oin.readObject();
Test t2 = (Test) oin.readObject();
oin.close();
//判断两个引用是否指向同一个对象
System.out.println(t1 == t2);
清单3中对同一对象两次写入文件，打印出写入一次对象后的存储大小和写入两次后的存储大小，然后从文件中反序列化出两个对象，比较这两个对象是否为同一对象。一般的思维是，两次写入对象，文件大小会变为两倍的大小，反序列化时，由于从文件读取，生成了两个对象，判断相等时应该是输入false才对，但是最后结果输出如图4所示。
图 4. 示例程序输出
我们看到，第二次写入对象时文件只增加了5字节，并且两个对象是相等的，这是为什么呢？
解答：Java序列化机制为了节省磁盘空间，具有特定的存储规则，当写入文件的为同一对象时，并不会再将对象的内容进行存储，而只是再次存储一份引用，上面增加的5字节的存储空间就是新增引用和一些控制信息的空间。反序列化时，恢复引用关系，使得清单3中的t1和t2指向唯一的对象，二者相等，输出true。该存储规则极大的节省了存储空间。
特性案例分析
查看清单4的代码。清单 4. 案例代码
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("result.obj"));Test test = new Test();
test.i = 1;
out.writeObject(test);
out.flush();
test.i = 2;
out.writeObject(test);
out.close();
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(new FileInputStream(
"result.obj"));
Test t1 = (Test) oin.readObject();
Test t2 = (Test) oin.readObject();
System.out.println(t1.i);
System.out.println(t2.i);
清单4的目的是希望将test对象两次保存到result.obj文件中，写入一次以后修改对象属性值再次保存第二次，然后从result.obj中再依次读出两个对象，输出这两个对象的i属性值。案例代码的目的原本是希望一次性传输对象修改前后的状态。
结果两个输出的都是1， 原因就是第一次写入对象以后，第二次再试图写的时候，虚拟机根据引用关系知道已经有一个相同对象已经写入文件，因此只保存第二次写的引用，所以读取时，都是第一次保存的对象。读者在使用一个文件多次writeObject需要特别注意这个问题。
小结
本文通过几个具体的情景，介绍了Java序列化的一些高级知识，虽说高级，并不是说读者们都不了解，希望用笔者介绍的情景让读者加深印象，能够更加合理的利用Java序列化技术，在未来开发之路上遇到序列化问题时，可以及时的解决。由于本人知识水平有限，文章中倘若有错误的地方，欢迎联系我批评指正。参考资源
· 参考 java序列化Serializable 首页，了解Java序列化接口的基本知识。· 查看“Discover the secrets of the Java Serialization API”，查看Java序列化API的秘密。
· 查看“Implementing Serializable”，了解实现Java序列化的要点。
· 查看网站“Oracle Java Developer”，查看Java官方网站提供的Java相关资料。
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