Java中的序列化与反序列化机制详解

一、序列化的基本概念
序列化是将Java对象转换为字节序列的过程，反序列化则是将字节序列恢复为Java对象的过程。这个机制使得对象可以脱离程序独立存在，便于网络传输或持久化存储。

二、序列化的实现方式

1. 实现Serializable接口（标记接口）

public class User implements Serializable {
    private String name;
    private int age;
    // 必须提供无参构造器
    public User() {}
    // getter/setter方法
}

2. 实现Externalizable接口（需要重写方法）

public class User implements Externalizable {
    private String name;
    private int age;
    
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeUTF(name);  // 自定义序列化逻辑
    }
    
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException {
        this.name = in.readUTF();  // 自定义反序列化逻辑
    }
}

三、序列化的具体步骤

1. 创建对象输出流：

User user = new User("张三", 25);
try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(
        new FileOutputStream("user.dat"))) {
    oos.writeObject(user);  // 执行序列化
}

2. 序列化过程详解：

• 检查对象是否实现Serializable接口
• 通过反射获取对象的所有字段
• 递归序列化所有引用的对象
• 将对象数据转换为字节流写入输出源

四、反序列化的具体步骤

1. 创建对象输入流：

try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(
        new FileInputStream("user.dat"))) {
    User user = (User) ois.readObject();  // 执行反序列化
}

2. 反序列化过程详解：

• 读取字节流并解析元数据
• 通过反射调用无参构造器创建空对象
• 递归反序列化所有字段值
• 恢复对象完整状态

五、serialVersionUID的作用

1. 版本控制标识符，用于验证序列化对象的兼容性
2. 显式声明的正确方式：

private static final long serialVersionUID = 1L;

3. 如果没有显式声明，JVM会自动根据类结构生成，类结构变化会导致反序列化失败

六、自定义序列化策略

1. 使用transient关键字忽略字段：

private transient String password;  // 不会被序列化

2. 重写writeObject/readObject方法：

private void writeObject(ObjectOutputStream oos) 
        throws IOException {
    oos.defaultWriteObject();  // 默认序列化
    oos.writeUTF(encrypt(password));  // 自定义处理
}

private void readObject(ObjectInputStream ois) 
        throws IOException, ClassNotFoundException {
    ois.defaultReadObject();  // 默认反序列化
    this.password = decrypt(ois.readUTF());  // 自定义处理
}

七、序列化注意事项

1. 静态变量不会被序列化（属于类级别）
2. 父类序列化规则：
   • 父类实现Serializable：子类自动可序列化
   • 父类未实现：需要有无参构造器，且父类字段不会被序列化
3. 内部类序列化问题：建议使用静态内部类

八、实际应用场景

1. 对象网络传输（RPC调用）
2. 对象持久化存储
3. 分布式缓存存储
4. 深拷贝实现方案

通过理解这些细节，可以避免常见的序列化陷阱，并能够根据业务需求灵活定制序列化策略。