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Java中如何自定义序列化掌握writeObject

穿越時空

发布： 2025-06-29 23:06:02

原创

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自定义序列化是指通过实现writeobject和readobject方法，由开发者决定java对象如何转换为字节流及如何还原。1. 要实现自定义序列化，需让类实现serializable接口，并定义private的writeobject和readobject方法以控制序列化过程；2. transient关键字用于标记不参与默认序列化的字段，但可通过自定义方法手动处理；3. 为解决版本兼容性问题，应使用serialversionuid标识版本，并在结构变更时更新其值；4. 另一种方式是实现externalizable接口，通过writeexternal和readexternal方法完全手动控制序列化，同时必须提供无参构造函数；5. 避免安全漏洞的方法包括避免序列化敏感数据、使用安全库、对数据签名或加密、限制反序列化类并及时更新库。掌握自定义序列化机制有助于更灵活、安全地处理对象持久化与传输需求。

Java中如何自定义序列化掌握writeObject

自定义序列化，简单来说，就是让你自己来决定Java对象怎么转换成字节流，以及如何从字节流还原成对象。writeObject 方法是实现自定义序列化的关键。

解决方案

要自定义序列化，你需要让你的类实现 java.io.Serializable 接口。这只是一个标记接口，告诉JVM这个类的对象可以被序列化。然后，你需要在类中定义一个 private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException 方法和一个 private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException 方法。

writeObject 方法负责将对象的状态写入 ObjectOutputStream，而 readObject 方法负责从 ObjectInputStream 读取状态并恢复对象。

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一个简单的例子：

import java.io.*;

public class MyObject implements Serializable {

    private String name;
    private int age;
    private transient String secret; // transient 关键字，不参与默认序列化

    public MyObject(String name, int age, String secret) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.secret = secret;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getSecret() {
        return secret;
    }

    private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
        // 先执行默认的序列化
        out.defaultWriteObject();

        // 自定义序列化 secret 字段
        String encodedSecret = encrypt(secret); // 假设encrypt方法存在
        out.writeObject(encodedSecret);
    }

    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 先执行默认的反序列化
        in.defaultReadObject();

        // 自定义反序列化 secret 字段
        String encodedSecret = (String) in.readObject();
        this.secret = decrypt(encodedSecret); // 假设decrypt方法存在
    }

    private String encrypt(String data) {
        // 简单的加密示例，实际应用中需要更安全的加密算法
        return new StringBuilder(data).reverse().toString();
    }

    private String decrypt(String data) {
        // 简单的解密示例
        return new StringBuilder(data).reverse().toString();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        MyObject obj = new MyObject("Alice", 30, "MySecret");

        // 序列化
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        oos.close();

        // 反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        MyObject deserializedObj = (MyObject) ois.readObject();
        ois.close();

        System.out.println("Name: " + deserializedObj.getName());
        System.out.println("Age: " + deserializedObj.getAge());
        System.out.println("Secret: " + deserializedObj.getSecret()); // 解密后的 secret
    }
}

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为什么需要自定义序列化？

默认的序列化机制可能不满足所有需求。比如，你可能想加密某些敏感数据，或者排除某些字段不被序列化（使用 transient 关键字）。自定义序列化允许你完全控制序列化的过程。另外，如果你的对象包含一些非Serializable的字段，你必须使用自定义序列化来处理这些字段。

transient 关键字的作用是什么？

transient 关键字用于标记不应该被序列化的字段。当一个字段被标记为 transient，默认的序列化机制会忽略它。这意味着在反序列化时，该字段的值将是其类型的默认值（例如，null 对于对象类型，0 对于 int 类型）。在上面的例子中，secret 字段被标记为 transient，即使没有自定义序列化，它也不会被默认序列化。但通过自定义的 writeObject 和 readObject 方法，我们仍然可以控制它的序列化和反序列化。

如何处理序列化中的版本兼容性问题？

当类的结构发生变化时，例如添加、删除或修改字段，可能会导致序列化版本不兼容。为了解决这个问题，你可以使用 serialVersionUID。serialVersionUID 是一个静态常量，用于标识类的序列化版本。

private static final long serialVersionUID = 1L;

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如果类的结构发生变化，你应该更新 serialVersionUID 的值。这样，当尝试反序列化旧版本的对象时，JVM会检测到版本不匹配，并抛出 InvalidClassException 异常。

如果你希望兼容旧版本，可以谨慎地添加或删除字段，并确保 readObject 方法能够正确处理旧版本的数据。通常，添加字段是相对安全的，但删除字段可能会导致反序列化失败。

private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    in.defaultReadObject();
    try {
        // 尝试读取新字段
        this.newField = in.readObject();
    } catch (java.io.OptionalDataException e) {
        // 如果旧版本没有这个字段，则忽略异常
        if (!e.eof) throw e;
        this.newField = null; // 设置为默认值
    }
}

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除了writeObject和readObject，还有其他自定义序列化的方式吗？

除了 writeObject 和 readObject 方法，还可以实现 Externalizable 接口。Externalizable 接口继承自 Serializable 接口，但它提供了更强的控制权。当你实现 Externalizable 接口时，你需要实现 writeExternal 和 readExternal 方法。

import java.io.*;

public class MyExternalizable implements Externalizable {

    private String name;
    private int age;

    public MyExternalizable() {
        // 必须提供一个无参构造函数
    }

    public MyExternalizable(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(name);
        out.writeInt(age);
    }

    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        this.name = (String) in.readObject();
        this.age = in.readInt();
    }

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        MyExternalizable obj = new MyExternalizable("Bob", 40);

        // 序列化
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        oos.close();

        // 反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        MyExternalizable deserializedObj = (MyExternalizable) ois.readObject();
        ois.close();

        System.out.println("Name: " + deserializedObj.getName());
        System.out.println("Age: " + deserializedObj.getAge());
    }
}

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实现 Externalizable 接口时，需要注意以下几点：