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  • 一、Java Class文件是什么  《The JavaTM Virtual Machine Specification》(Second Edtion)中有表述:Java Class文件由8位字节组成,所有的16位、32位和64位数据分别通过读入2个、4个和8个字节来构造,多字节...
  • 网络中的数据传输和磁盘的数据存储都是二进制方式,序列化就是为了把java对象转成二进制进行传输和存储。 Serializable接口的作用 1、Serializable一个空接口,目的就是为了告诉JVM这个类帮忙序列化一下 2、实现了...

    在日常编码中,经常看到一些实体类实现了Serializable接口,不禁会问,为什么要实现这个接口?浅显的回答就是为了序列化,那么,再深挖一点呢?

    为什么要序列化?

    网络中的数据传输和磁盘的数据存储都是二进制方式,序列化就是为了把java对象转成二进制进行传输和存储。

    Serializable接口的作用

    1、Serializable是一个空接口,目的就是为了告诉JVM这个类帮忙序列化一下
    2、实现了Serializable接口的类可以被ObjectOutputStream转换为字节流,同时也可以通过ObjectInputStream再将其解析为对象,不实现序列化的时候就会报错
    在这里插入图片描述

    serialVersionUID作用是什么

    Java的序列化机制是通过判断类的serialVersionUID来验证版本一致性的。
    在进行反序列化时,JVM会把传来的字节流中的serialVersionUID与本地相应实体类的serialVersionUID进行比较,如果相同就认为是一致的,可以进行反序列化,否则就会出现序列化版本不一致的异常,即是InvalidCastException。

    如果不显式指定,那么会根据类的属性自动生成一个serialVersionUID,如果类做了改动,则serialVersionUID会变更,序列化失败
    不想因为修改类属性导致序列化失败可以显式定义serialVersionUID

    测试代码:

    在这里插入图片描述

    1、一开始未实现序列化接口

    在这里插入图片描述

    2、实现序列化接口

    成功序列化并取出
    在这里插入图片描述

    3、序列化之后,新增类属性yaer,观察反序列化结果

    反序列化失败,因为修改了类属性,导致自动生成的serialVersionUID变更,两个uid不一致
    在这里插入图片描述

    4、显式定义serialVersionUID,序列化后新增类属性ss1

    反序列化成功,但是新增的类属性值为空
    反序列化方法中输出了新增的字段ss1=null
    在这里插入图片描述

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  • 对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的...

    1.什么是序列化机制

    对象序列化机制允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流,从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上,或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。当其它程序获取了这种二进制流,就可以恢复成原来的Java对象。

    2.对象流

    ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream
    作用:用于存储和读取基本数据类型数据或对象的处理流。它的强大之处就是可以把Java中的对象写入到数据源中,也能把对象从数据源中还原回来。

    3.为了实现序列化我们做什么

    1. 需要实现接口:Serializable
    2. 当前类提供一个全局常量:serialVersionUID
    3. 除了当前Person类需要实现Serializable接口之外,还必须保证其内部所有属性也必须是可序列化的。(默认情况下,基本数据类型可序列化
      补充:ObjectOutputStream和ObjectInputStream不能序列化static和transient修饰的成员变量

    3. serialVersionUID的处理

    serialVersionUID有两种显示的生成方式:

    一、是默认的1L,比如:private static final long serialVersionUID = 1L;(这个有待考证,查看Serialzble接口注解应该是根据类中的某一些属性随机生存,不同的版本的jdk可能有所不同)

    二、是根据类名、接口名、成员方法及属性等来生成一个64位的哈希字段,比如:

    	private static final long serialVersionUID = xxxxL;
    

    三,建议自己手动或者通过IDE工具显示声明一个serialVersionUID,尽量不要在多个类中都使用:private static final long serialVersionUID = 1L ,以免造成不必要的麻烦

    参考链接:

    1. IDEA生成序列号serialVersionUID快捷键
    2. 一篇文章搞懂序列化
    3. java的序列化 Java Serializable:真的就是一个空的接口吗?
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  •  序列化就是一种用来处理对象的机制,所谓对象也就是将对象的内容进行化(将对象转换成二进制)。可以对流化后的对象进行读写操作,也可将化后的对象传输于网络之间,序列化为了解决在对对象进行读写...

      本文转自:https://blog.csdn.net/m0_37450089/article/details/78542825

     

        序列化就是一种用来处理对象流的机制,所谓对象流也就是将对象的内容进行流化(将对象转换成二进制)。可以对流化后的对象进行读写操作,也可将流化后的对象传输于网络之间,序列化是为了解决在对对象流进行读写操作时所引发的问题。把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化

    序列化的实现:将需要被序列化的类实现Serializable接口,该接口没有需要实现的方法,implements Serializable只是为了标注该对象是可被序列化的,然后使用一个输出流(如:FileOutputStream)来构造一个ObjectOutputStream(对象流)对象,接着,使用ObjectOutputStream对象的writeObject(Object obj)方法就可以将参数为obj的对象写出(即保存其状态),要恢复的话则用输入流。

          在java中如何实现序列化: 首先我们要把准备要序列化类,实现 Serializabel接口 例如:我们要Person类里的name和age都序列化

     

    1. import java.io.Serializable;   
    2. public class Person implements Serializable {  
    3.     //本类可以序列化  
    4.     private String name ;   
    5.     private int age ;  
    6.     public Person(String name,int age)  
    7.     {   
    8.         this.name = name ; this.age = age ;  
    9.     }   
    10.     public String toString()  
    11.     {  
    12.         return "姓名:" + this.name + ",年龄" + this.age ;  
    13.     }   
    14. }  

     

         然后:我们将name和age序列化(也就是把这2个对象转为二进制,统族理解为“打碎”)

     

    1. package org.lxh.SerDemo;   
    2. import java.io.File;  
    3. import java.io.FileOutputStream;   
    4. import java.io.ObjectOutputStream ;  
    5. public class ObjectOutputStreamDemo  
    6. {  
    7.     //序列化   
    8.     public static void main(String[] args) throws Exception   
    9.     {  
    10.         //序列化后生成指定文件路径   
    11.         File file = new File("D:" + File.separator + "person.ser") ;  
    12.         ObjectOutputStream oos = null ;  
    13.         //装饰流(流)  
    14.         oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(file)) ;   
    15.         //实例化类   
    16.         Person per = new Person("张三",30) ;  
    17.         oos.writeObject(per) ;  
    18.         //把类对象序列化  
    19.         oos.close() ;  
    20.     }   
    21. }  

     

     

     

           对象的序列化主要有两种用途:

    1) 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上,通常存放在一个文件中;

    2) 在网络上传送对象的字节序列。

           在很多应用中,需要对某些对象进行序列化,让它们离开内存空间,入住物理硬盘,以便长期保存。比如最常见的是Web服务器中的Session对象,当有10万用户并发访问,就有可能出现10万个Session对象,内存可能吃不消,于是Web容器就会把一些seesion先序列化到硬盘中,等要用了,再把保存在硬盘中的对象还原到内存中。

            当两个进程在进行远程通信时,彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据,都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个Java对象转换为字节序列,才能在网络上传送;接收方则需要把字节序列再恢复为Java对象。

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  • Java Class 是什么?...Java class文件是8位字节的二进制流。数据项按顺序储存在class文件中,相邻项之间没有任何间隔,这样可以使得class文件紧凑。占据多个字节空间的项按照高位在前的顺序分为几

    Java Class 是什么?

    Java Class 文件是对Java程序二进制文件格式的精确定义。每一个Java Class文件都对一个Java类或者接口作出了全面的描述。一个Java Class文件只能包含一个类或接口。class文件不一定必须与Java语言相关,可以使用其他语言来编写程序,然后将其编译为class文件

    Java class文件是8位字节的二进制流。数据项按顺序储存在class文件中,相邻项之间没有任何间隔,这样可以使得class文件紧凑。占据多个字节空间的项按照高位在前的顺序分为几个连续的字节存放。

    在class文件中,可变长度项的大小和长度位于实际数据之前。这个特性使得class文件流可以从头到尾被顺序解析,首先读出项的大小,然后读出项的数据。

    Class文件的内容

    Java class文件中包含了Java虚拟机所需知道的、关于类或接口的所有信息。

    class文件的基本类型

    所有储存在类型u2、u4、u8项中的值,在class文件中以高位在前的形式出现。

    类型 描述
    u1 1个字节,无符号类型
    u2 2个字节,无符号类型
    u4 4个字节,无符号类型
    u8 8个字节,无符号类型

    ClassFile表的格式

    可变长度的ClassFile表中的项,按照它们在class文件中出现的顺序列出了主要部分。

    类型 名称 数量
    u4 magic 1
    u2 minor_version 1
    u2 major_version 1
    u2 constant_pool_count 1
    cp_info constant_pool constant_pool_count-1
    u2 access_flags 1
    u2 this_class 1
    u2 super_class 1
    u2 interfaces_count 1
    u2 interfaces interfaces_count
    u2 fields_count 1
    field_info fields fields_count
    u2 methods_count 1
    method_info methods methods_count
    u2 attributes_count 1
    attribute_info attributes attributes_count

    各项简介如下:

    magic(魔数)

    每个Java class文件的前四个字节被称为它的魔数(magic number):0xCAFEBABE。魔数的作用在于可以轻松的分辨出Java class文件。

    当Java还被称为“Oak”的时候,这个魔数就已经定下来了。而选择0xCAFEBABE只不过是一个巧合。

    minor_version 和 major_version

    class 文件魔数后面4个字节包含了主、次版本号。随着Java技术的发展,Java class文件格式可能会假如新特性。class文件格式一旦发生变化,版本号也会随之变化。

    对于Java虚拟机来说,版本号确定了特定的class文件格式,通常只有给定主版本号和一系列次版本号后,Java虚拟机才能够读取class文件。如果class文件的版本号超出了Java虚拟机所能处理的有效范围,Java虚拟机将不会处理该class文件。(遵循向下兼容的原则)

    major version jdk
    52 8
    51 7
    50 6
    49 5
    48 4

    constant_pool_count 和 constant_pool

    版本号后面的是常量池。正如上一篇所述,常量池包含了与文件中类和接口相关的常量。常量池中储存了诸如文字字符串、final变量值、类名和方法名的常量。Java虚拟机把常量池组织为入口列表的形式,在实际列表constant_pool之前的constant_pool_count,就是入口。

    常量池中的许多入口都指向其他的常量池入口,而且class文件中紧随着常量池的许多条目也会指向常量池中的入口。常量池列表中的第一项索引为1,第二项索引为2,以此类推。尽管constant_pool列表中并没有索引值为0的入口,但缺失的的这一入口也被constant_pool_count计数在内。例如当constant_pool中有14项,constant_pool_count的值为15。

    每个常量池入口都从一个长度为一个字节的标志开始,这个标志指出了列表中该位置的常量类型。一旦Java虚拟机获取并解析这个标志,Java虚拟机就会知道在标志后的常量类型是什么。

    常量池入口标志

    入口类型 标志值 描述
    CONSTANT_Utf8 1 UTF-8编码的Unicode字符串
    CONSTANT_Integer 3 int类型字面值
    CONSTANT_Float 4 float类型字面值
    CONSTANT_Long 5 lang类型字面值
    CONSTANT_Double 6 double类型字面值
    CONSTANT_Class 7 对一个类或接口的符号引用
    CONSTANT_String 8 String 类型字面值
    CONSTANT_Fieldref 9 对一个字段的符号引用
    CONSTANT_Methodref 10 对一个类中声明的方法的符号引用
    CONSTANT_InterfaceMethodref 11 对一个接口中声明的方法的符号引用
    CONSTANT_NameAndType 12 对一个字段或方法的部分符号引用

    表中的每一个标志都有一个对应的表,表名通过在标志名后加上“_info”后缀来产生。

    在动态连接的Java程序中,常量池充当了十分重要的角色。除了字面常量值意外,常量池还可以容纳下面几种符号引用:

    • 类和接口的全限定名
    • 字段的名称和描述符
    • 方法的名称和描述符

    字段是类或接口的实例变量或者类变量。字段的描述符是一个指示字段的类型的字符串。
    方法的描述符也是一个字符串,该字符串指示方法的返回值和参数的数量、顺序和类型。
    在运行时,Java虚拟机使用常量池的全限定名、方法和字段的描述符,把当前类或接口中的代码与其他类或接口中的代码连接起来。由于class文件并不包含其内部组件最终内存布局的信息(不同虚拟机的实现在内存分配上的算法可能是不同的),因此类、字段和方法并不能被class文件中的字节码直接引用。Java虚拟机从常量池获取符号引用,然后在运行时解析引用项的实际地址。

    access_flags

    紧接着常量池后的两个字节称为access_flags。它展示了文件中定义的类或接口的几段信息。
    例如,访问标志指明文件中定义的是类还是接口;访问标志还定义了在类或接口的声明中,使用了那种修饰符:抽象的还是公共的;累的类型可以为final,而final类不可能是抽象的;接口不能为final类型等。

    access_flags的标志位

    标志名 设置后的含义 设置者
    ACC_PUBLIC 0x0001 public类型 类和接口
    ACC_FINAL 0x0010 类为final类型 只有类
    ACC_SUPER 0x0020 使用新型的invokespecial语义 类和接口
    ACC+INTERFACE 0x0200 接口类型,不是类类型 所有接口,没有类
    ACC_ABSTRACT 0x0400 abstract类型 所有接口,部分类

    在access_flags中所有未使用的位都必须由编译器置0,而且Java虚拟机必须忽略它。

    this_class

    access_flas 后面的两个字节为this_class项,它是一个对常量池的索引。在this_class位置的常量池入口必须为CONSTANT_Class_info表。该表有两个部分组成:标签和name_index。标签部分是一个具有CONSTANT_Class值的常量;name_index位置的常量池入口是一个包含了类或接口全限定名的CONSTANT_Utf8_info表。

    this_class项提供了一个如何使用常量池的范例,流程如下:
    在这里插入图片描述
    对于this_class来说,它只是一个指向常量池的索引。当Java虚拟机在this_class位置查询常量池入口的时候,它会发现一个把自己的标签设为CONSTANT_Class来识别自身的项。虚拟机知道CONSTANT_Class_info入口中,标签的后面总会有一个名为name_index的、指向常量池的索引,于是虚拟机根据name_index查找常量池入口,在这个位置Java虚拟机应该能找到一个容纳了类或者接口全限定名的CONSTANT_Utf8_info入口。

    super_class

    在class文件中,紧接在this_class之后的是super_class项,它是一个两个字节的常量池索引。

    在super_class位置的常量池入口是一个指向该类超类全限定名的CONSTANT_Class_info入口。因为Java程序中所有对象的基类都是java.lang.Object类,除了Object外,常量池索引super_class对所有类均有效。对于Object类,super_class的值为0.对于接口,在常量池入口super_class位置的项为java.lang.Object

    interfaces_count 和 interfaces

    紧接着super_class的是interfaces_count。此项的含义为:在文件中由该类直接实现或者由该接口所扩展额父接口的数量。在这个计数的后面,是名为interfaces的数组,它包含了对每个直接实现的父接口常量池索引。

    每个父接口都是用一个常量池中的CONSTANT_Class_info入口来描述,指向接口的全限定名。

    fields_count 和 fields

    紧接在interfaces后面的是对该类或者接口中所声明的字段的描述。首先是名为fields_count的计数,它是类变量和实例变量的字段的数量总和。在计数后面的是不同长度的field_info表的序列(fields_count指出了序列中有多少个fields_info表)

    只有在class文件中由类或接口声明的字段才能在fields列表中列出,并且不会列出从超类或者父接口中继承而来的字段。

    另外。fields列表可能会包含在对应的Java源文件中没有的字段,这是因为Java编译器可能会在编译时向类或接口添加字段。例如,对于一个内部类的fields列表来说,为了保持对外部类实例的引用,Java编译器会为每个外围类实例添加实例变量。而源码中并没有任何该实例的描述,它们是被Java编译器在编译时添加到fields列表中的,这些字段会通过Synthetic属性标识。

    每一个field——info表都展示了一个字段的信息,包含了字段的名字、描述符和修饰符。如果该字段被声明为final,还会展示其常量值。这样的信息有些会直接放在field_info表中,有些则会放在由field_info表所指向的常量池中。

    methods_count 和 methods

    紧接着fields后面的是对在该类或者接口中所声明的方法的描述。首先是methods_count的计数,它是一个双字节长度的对于该类或者接口中声明的所有方法的总计数。这个总计数只包括在该类或者接口中显式定义的方法,从父类或者父接口中继承来的方法不被计入。在methods_count后面的就是方法本身,通过一个method_info表的列表进行阐述(methods_count指出了列表中有多少个method_info表)。

    method_info表包含了与方法相关的一些信息,包括方法名和描述符(方法的返回值类型和参数类型)。如果方式既不是抽象的,也不是本地的,那么method_info表就包含方法局部变量所需的栈空间长度、为方法所捕获的异常表、字节码序列以及可选的行数和局部变量表。

    attributes_count 和 attributes

    class文件中最后的部分是属性,它给出了在该文件中类或者接口所定义的属性的基本信息。属性部分由attributes_count开始,attributes_count指出后续attributes列表中attribute_info表的数量总和。每个attribute_info的第一项是指向常量池中CONSTANT_Utf8_info表的索引,该表给出了属性的名称。

    为了正确的解释Java class文件,定义了9种属性

    名称 使用者 描述
    Code method_info 方法的字节码和其他数据
    ConstantValue field_info final变量的值
    Deprecated field_info、method_info 字段或者方法被禁用的指示符
    Exceptions method_info 方法可能跑出的可被检测的异常
    InnerClasses ClassFile 内部、外部类的列表
    LineNumberTable Code_attribute 方法的行号与字节码的映射
    LocalVariableTable Code_attribute 方法的局部变量的描述
    SourceFile ClassFile 源文件名
    Synthetic field_info、method_info 编译器产生的字段或者方法的指示符

    结语

    class文件结构到这里就结束了,本文只是从深入Java虚拟机书中对class文件结构进行简单的总结和记录,要想深究class文件的结构,还需费一番功夫。

    总之前进的脚步不能停,在此篇的基础上预告下一期:Java类型的生命周期

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