您现在的位置：程式碼之家 >> 編程語言 > >> Java 程式設計 >> Java 相關知識

Java 序列化核心：ObjectInputStream/ObjectOutputStream 完整指南

編輯：Java 相關知識

核心作用與適用場景

ObjectOutputStream / ObjectInputStream 提供物件序列化與反序列化能力，支援基本類型與實現 Serializable 或 Externalizable 介面的物件持久化存儲、網絡傳輸、進程間通訊。

關鍵前提條件

只有實現 java.io.Serializable 或 java.io.Externalizable 介面的類，其實例才能被序列化/反序列化。

Serializable：標記介面，無方法，JVM 自動處理序列化細節
Externalizable：需手動實現 writeExternal/readExternal，完全控制格式，效能更高

核心 API 概覽

ObjectOutputStream 主要方法

方法	說明
`writeObject(Object obj)`	寫入物件（含圖引用處理）
`writeUnshared(Object obj)`	寫入「非共享」物件，反序列化時強制新建實例
`defaultWriteObject()`	在 `writeObject` 中調用，執行預設序列化邏輯
`putFields()`	獲取 `PutField` 手動控制欄位寫入
`writePrimitive` 系列	`writeInt`、`writeLong`、`writeUTF` 等基本類型
`flush()`/`close()`	刷新緩衝區、關閉流（會自動 flush）
`reset()`	重置已寫入物件引用表，後續寫入視為新物件
`useProtocolVersion(int)`	指定序列化協議版本

ObjectInputStream 主要方法

方法	說明
`readObject()`	讀取物件（自動處理引用共享）
`readUnshared()`	讀取「非共享」物件，強制新建實例
`defaultReadObject()`	在 `readObject` 中調用，執行預設反序列化
`readFields()`	獲取 `GetField` 手動控制欄位讀取
`readPrimitive` 系列	`readInt`、`readLong`、`readUTF` 等
`registerValidation(ObjectInputValidation, int)`	註冊驗證回調，反序列化完成後執行
`available()`/`skipBytes()`	流操作輔助

完整演示程式

定義可序列化類別

class Box implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;  // 強烈建議顯式聲明
    private int width;
    private int height;
    private String name;

    public Box(String name, int width, int height) {
        this.name = name; this.width = width; this.height = height;
    }
    @Override public String toString() {
        return "[" + name + ": (" + width + ", " + height + ") ]";
    }
}

序列化寫入

public static void testWrite() {
    try (ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(
            new FileOutputStream("box.tmp"))) {
        
        // 基本類型
        out.writeBoolean(true);
        out.writeByte((byte) 65);
        out.writeChar('a');
        out.writeInt(20131015);
        out.writeFloat(3.14F);
        out.writeDouble(1.414D);

        // 集合物件
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("one", "red");
        map.put("two", "green");
        map.put("three", "blue");
        out.writeObject(map);

        // 自定義物件
        Box box = new Box("desk", 80, 48);
        out.writeObject(box);
        
    } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); }
}

反序列化讀取

public static void testRead() {
    try (ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(
            new FileInputStream("box.tmp"))) {
        
        System.out.printf("boolean:%b%n", in.readBoolean());
        System.out.printf("byte:%d%n", in.readByte() & 0xff);
        System.out.printf("char:%c%n", in.readChar());
        System.out.printf("int:%d%n", in.readInt());
        System.out.printf("float:%f%n", in.readFloat());
        System.out.printf("double:%f%n", in.readDouble());

        // 讀取 Map
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Map<String, String> map = (Map<String, String>) in.readObject();
        map.forEach((k, v) -> System.out.printf("%-6s -- %s%n", k, v));

        // 讀取 Box
        Box box = (Box) in.readObject();
        System.out.println("box: " + box);
        
    } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
}

執行結果

boolean:true
byte:65
char:a
int:20131015
float:3.140000
double:1.414000
three -- blue
two -- green
one -- red
box: [desk: (80, 48) ]

進階主題與最佳實踐

1. serialVersionUID 的重要性

未顯式聲明時，JVM 根據類結構自動計算，類修改會導致 InvalidClassException
強烈建議 顯式聲明 private static final long serialVersionUID = 1L;
相容性修改（新增欄位）保持 UID 不變；不相容修改（刪除欄位、改變類型）需更新 UID

2. transient 關鍵字

private transient String password;  // 不參與序列化，反序列化後為 null
private transient Logger logger;    // 非序列化資源

3. 自定義序列化邏輯

private void writeObject(ObjectOutputStream out) throws IOException {
    out.defaultWriteObject();  // 執行預設邏輯
    out.writeObject(encrypt(password));  // 額外處理敏感欄位
}

private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
    in.defaultReadObject();
    this.password = decrypt((String) in.readObject());
}

4. Externalizable 完全控制

public class Data implements Externalizable {
    private int value;
    @Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeInt(value * 2);  // 自定義編碼
    }
    @Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        this.value = in.readInt() / 2;
    }
}