- Сериализация и десериализация
Сериализация в Java - это операция посредством которой внутреннее состояние объекта переводится в поток байтов. Этот бинарный поток может быть записан на диск, сохранен в памяти, отправлен по сети. Обратная операция - перевод байтов в объект, называется десериализацией.
Сериализация в Java перевод
Java*
Сериализация это процесс сохранения состояния объекта в последовательность байт; десериализация это процесс восстановления объекта, из этих байт. Java Serialization API предоставляет стандартный механизм для создания сериализуемых объектов. В этой статье вы увидите как сериализовать объект, и почему сериализация иногда необходима. Вы узнаете об алгоритме сериализации используемом в Java и увидите пример, который иллюстрирует сериализованый формат объекта. В конце у вас должно сложиться чёткое представление о том, как работает алгоритм сериализации, а так же каким образом представлены части объекта в сериализованном виде.
Зачем сериализация нужна?
В сегодняшнем мире типичное промышленное приложение будет иметь множество компонентов и будет распространено через различные системы и сети. В Java всё представлено в виде объектов; Если двум компонентам Java необходимо общаться друг с другом, то им необходим механизм для обмена данными. Есть несколько способов реализовать этот механизм. Первый способ это разработать собственный протокол и передать объект. Это означает, что получатель должен знать протокол, используемый отправителем для воссоздания объекта, что усложняет разработку сторонних компонентов. Следовательно, должен быть универсальный и эффективный протокол передачи объектов между компонентами. Сериализация создана для этого, и компоненты Java используют этот протокол для передачи объектов.
Рисунок 1 демонстрирует высоко-уровневое представление клиент-серверной коммуникации, где объект передаётся с клиента на сервер посредством сериализации.
Рисунок 1.
Как сериализовать объект?
Для начала следует убедиться, что класс сериализуемого объекта реализует интерфейс java.io.Serializable как показано в листинге 1.
Листинг 1.
import java.io.Serializable;
class TestSerial implements Serializable {
public byte version = 100;
public byte count = 0;
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
В Листинге 1 только одна вещь отличается от создания нормального класса, это реализация интерфейса java.io.Serializable. Интерфейс Serializable это интерфейс-маркер; в нём не задекларировано ни одного метода. Но говорит сериализующему механизму, что класс может быть сериализован.
Теперь у нас есть всё необходимое для сериализации объекта, следующим шагом будет фактическая сериализация объекта. Она делается вызовом метода writeObject() класса java.io.ObjectOutputStream, как показано в листинге 2.
Листинг 2.
public static void main(String args[]) throws IOException {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("temp.out");
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
TestSerial ts = new TestSerial();
oos.writeObject(ts);
oos.flush();
oos.close();
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
В листинге 2 показано сохранение состояния экземпляра TestSerial в файл с именем temp.out
Для воссоздания объекта из файла, необходимо применить код из листинга 3.
Листинг 3.
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);
}
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
Восстановление объекта происходит с помощью вызова метода oin.readObject(). В методе происходит чтение набора байт из файла и создаие точной копии графа оригинального объекта. oin.readObject()может прочитать любой сериализованный объект, поэтому необходимо полученный объект приводить к конкретному типу.
Выполненный код выведет version=100 в стандартный вывод.
Формат сериализованного объекта
Как должен выглядеть сериализованный объект? Вспомните простой код из предыдущего раздела, который сериализует объект класса TestSerial и записывает в temp.out. В листинге 4 показано содержимое файла temp.out, в шестнадцатеричном виде.
Листинг 4.
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
Если вы снова посмотрите на TestSerial, то увидите, что у него всего 2 байтовых члена. Как показано в листинге 5.
Листинг 5.
public byte version = 100;
public byte count = 0;
* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.
Размер байтовой переменной один байт, и следовательно полный размер объекта (без заголовка) — два байта. Но размер сериализованного объекта 51 байт. Удивлены? Откуда взялись эти дополнительные байты и что они обозначают? Они добавлены сериализующим алгоритмом и необходимы для воссоздания объекта. В следующем абзаце будет подробно описан этот алгоритм.
Алгоритм сериализации Java
К этому моменту у вас уже должно быть достаточно знаний, чтобы сериализовать объект. Но как работает этот механизм? Алгоритм сериализации делает следующие вещи:
· запись метаданных о классе ассоциированном с объектом
· рекурсивная запись описания суперклассов, до тех пор пока не будет достигнут java.lang.object
· после окончания записи метаданных начинается запись фактических данных ассоциированных с экземпляром, только в этот раз начинается запись с самого верхнего суперкласса
· рекурсивная запись данных ассоциированных с экземпляром начиная с самого низшего суперкласса
