Java string to serialized object

Сериализация в 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.

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.

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.

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 gray»>* 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.

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.

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

В листинге 6 указан пример охватывающий все возможные случаи сериализации

class parent implements Serializable int parentVersion = 10;
>

class contain implements Serializable int containVersion = 11;
>
public class SerialTest extends parent implements Serializable int version = 66;
contain con = new contain();

public int getVersion() return version;
>
public static void main( String args[]) throws IOException FileOutputStream fos = new FileOutputStream( «temp.out» );
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
SerialTest st = new SerialTest();
oos.writeObject(st);
oos.flush();
oos.close();
>
>

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

В примере сериализуется объект класса SerialTest , который наследуется от parent и содержит объект-контейнер класса contain . В листинге 7 показан сериализованный объект.

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

На рисунке 2 показан сценарий алгоритма сериализации.

Рисунок 2.

• AC ED: STREAM_MAGIC . Говорит о том, что используется протокол сериазизации.
• 00 05: STREAM_VERSION . Версия сериализации.
• 0x73: TC_OBJECT . Обозначение нового объекта.

• 0x72: TC_CLASSDESC . Обозначение нового класса.
• 00 0A : Длина имени класса.
• 53 65 72 69 61 6c 54 65 73 74: SerialTest , имя класса.
• 05 52 81 5A AC 66 02 F6: SerialVersionUID , идентификатор класса.
• 0x02 : Различные флаги. Этот специфический флаг говорит о том, что объект поддерживает сериализацию.
• 00 02 : Число полей в классе.

• 0x49 : Код типа поля. 49 это «I», которое закреплено за Int.
• 00 07 : Длина имени поля.
• 76 65 72 73 69 6F 6E: version , имя поля.

• 0x74: TC_STRING . Обозначает новую строку.
• 00 09 : Длина строки.
• 4C 63 6F 6E 74 61 69 6E 3B: Lcontain; , Каноническое JVM обозначаение.
• 0x78: TC_ENDBLOCKDATA , Конец опционального блока данных для объекта.

• 0x72: TC_CLASSDESC . Обозначение нового класса.
• 00 06 : Длина имени класса.
• 70 61 72 65 6E 74: parent , имя класса
• 0E DB D2 BD 85 EE 63 7A: SerialVersionUID , идентификатор класса.
• 0x02 : Различные флаги. Этот флаг обозначает что класс поддерживает сериализацию.
• 00 01 : Число полей в классе.

• 0x49 : Код типа поля. 49 обозначает «I», которое закреплено за Int.
• 00 0D : Длина имени поля.
• 70 61 72 65 6E 74 56 65 72 73 69 6F 6E : parentVersion, имя поля.
• 0x78: TC_ENDBLOCKDATA , конец опционального блока данных для объекта.
• 0x70: TC_NULL , обозначает то что больше нет суперклассов, потому что мы достигли верха иерархии классов.

• 00 00 00 0A: 10 , Значение parentVersion .

• 00 00 00 42: 66 , Значение version .

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

• 0x73: TC_OBJECT , обозначает новый объект.
• 0x72: TC_CLASSDESC , обозначает новый класс.
• 00 07 : Длина имени класса.
• 63 6F 6E 74 61 69 6E: contain , имя класса.
• FC BB E6 0E FB CB 60 C7: SerialVersionUID , идентификатор этого класса.
• 0x02 : Различные флаги. Этот флаг обозначает что класс поддерживает сериализацию.
• 00 01 : Число полей в классе.

• 0x49 : Код типа поля. 49 обозначает «I», которое закреплено за Int.
• 00 0E : Длина имени поля.
• 63 6F 6E 74 61 69 6E 56 65 72 73 69 6F 6E: containVersion , имя поля.
• 0x78: TC_ENDBLOCKDATA , конец опционального блока данных для объекта.

• 0x70: TC_NULL

• 00 00 00 0B: 11 , значение containVersion .

Заключение

В этой статье вы увидели как сериализовать объект, и узнали как работает алгоритм сериализации. Я надеюсь эта статья помогла вам лучше понять что происходит, когда вы сериализуете объект.

Об авторе

Sathiskumar Palaniappan имеет более чем 4-х летний опыт работы в IT-индестрии, и работает с Java технологиями более 3 лет. На данный момент он работает system software engineer в Java Technology Center, IBM Labs. Также имеет опыт работы в телекоммуникационной индустрии.

Источник

Serialization and Deserialization in Java with Example

Serialization is a mechanism of converting the state of an object into a byte stream. Deserialization is the reverse process where the byte stream is used to recreate the actual Java object in memory. This mechanism is used to persist the object.
The byte stream created is platform independent. So, the object serialized on one platform can be deserialized on a different platform. To make a Java object serializable we implement the java.io.Serializable interface. The ObjectOutputStream class contains writeObject() method for serializing an Object.

public final void writeObject(Object obj) throws IOException

The ObjectInputStream class contains readObject() method for deserializing an object.

public final Object readObject() throws IOException, ClassNotFoundException

Advantages of Serialization

Only the objects of those classes can be serialized which are implementing java.io.Serializable interface. Serializable is a marker interface (has no data member and method). It is used to “mark” java classes so that objects of these classes may get certain capability. Other examples of marker interfaces are:- Cloneable and Remote.

Points to remember

1. If a parent class has implemented Serializable interface then child class doesn’t need to implement it but vice-versa is not true. 2. Only non-static data members are saved via Serialization process.
3. Static data members and transient data members are not saved via Serialization process. So, if you don’t want to save value of a non-static data member then make it transient.
4. Constructor of object is never called when an object is deserialized.
5. Associated objects must be implementing Serializable interface. Example :

class A implements Serializable< // B also implements Serializable // interface. B ob=new B(); >

SerialVersionUID The Serialization runtime associates a version number with each Serializable class called a SerialVersionUID, which is used during Deserialization to verify that sender and receiver of a serialized object have loaded classes for that object which are compatible with respect to serialization. If the receiver has loaded a class for the object that has different UID than that of corresponding sender’s class, the Deserialization will result in an InvalidClassException.

A Serializable class can declare its own UID explicitly by declaring a field name. It must be static, final and of type long. i.e- ANY-ACCESS-MODIFIER static final long serialVersionUID=42L; If a serializable class doesn’t explicitly declare a serialVersionUID, then the serialization runtime will calculate a default one for that class based on various aspects of class, as described in Java Object Serialization Specification. However it is strongly recommended that all serializable classes explicitly declare serialVersionUID value, since its computation is highly sensitive to class details that may vary depending on compiler implementations, any change in class or using different id may affect the serialized data. It is also recommended to use private modifier for UID since it is not useful as inherited member. serialver The serialver is a tool that comes with JDK. It is used to get serialVersionUID number for Java classes.

You can run the following command to get serialVersionUID serialver [-classpath classpath] [-show] [classname…] Example 1:

Источник