Java IO 進階（五）：對象流與序列化機制詳解

核心概念

• 對象流：ObjectOutputStream / ObjectInputStream，直接讀寫 Java 對象
• 序列化：對象 → 字節流 (持久化/網絡傳輸)
• 反序列化：字節流 → 對象

序列化前提

• 類實現 java.io.Serializable 標記接口 (無方法)
• 所有非 transient 字段必須可序列化 (基本類型、String、實現 Serializable 的對象)
• 建議顯式聲明 private static final long serialVersionUID = 1L; 避免版本不兼容導致 InvalidClassException

關鍵字 transient

• 修飾字段：序列化時**忽略該字段**
• 反序列化後該字段恢復為**默認值** (數值 0、引用 null、boolean false)
• 適用場景：敏感數據 (密碼)、運行時上下文 (連接句柄、線程)、衍生字段 (可從其他字段計算)

Externalizable 接口 (完全控制)

public class MyData implements Externalizable {
    private int id;
    private String name;
    @Override public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeInt(id);
        out.writeUTF(name);
    }
    @Override public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        id = in.readInt();
        name = in.readUTF();
    }
}

優點：自定義二進制格式、加密、壓縮、版本兼容邏輯。缺點：維護成本高，通常 Serializable 足夠。

完整示例

class Student implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    int age = 25;
    String name = "Bob";
    transient String password = "secret"; // 不序列化
    String school = "MIT";
}

public class ObjectStreamDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 序列化
        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("student.dat"))) {
            oos.writeObject(new Student());
        }
        // 反序列化
        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("student.dat"))) {
            Student s = (Student) ois.readObject();
            System.out.println(s.age + " " + s.name + " " + s.password + " " + s.school);
            // 輸出: 25 Bob null MIT
        }
    }
}

注意事項

• 靜態字段 不屬於對象狀態，不參與序列化
• 父類未實現 Serializable 但子類實現：反序列化時父類調用無參構造初始化
• 集合類 (ArrayList, HashMap) 已實現 Serializable，可直接序列化
• 序列化破壞單例：需實現 readResolve() 返回實例
• 跨 JVM 版本兼容：嚴格管理 serialVersionUID