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Java序列化和持久化的区别与联系

2016年08月10日 Linux 教程 暂无评论 阅读 374 次

持久化(Persistence)

即把数据(如内存中的对象)保存到可永久保存的存储设备中(如磁盘)。持久化的主要应用是将内存中的对象存储在关系型的数据库中,当然也可以存储在磁盘文件中、XML数据文件中等等。

持久化是将程序数据在持久状态和瞬时状态间转换的机制。

JDBC就是一种持久化机制。文件IO也是一种持久化机制。

持久化是一种对象服务,就是把内存中的对象保存到外存中,让以后能够取回。需要实现至少3个接口:

void Save(object o) 把一个对象保存到外存中

Object Load(object oid) 通过对象标识从外存中取回对象

boolExists(object oid) 检查外存中是否存在某个对象

为什么需要持久化服务呢?那是由于内存本身的缺陷引起的:

序列化

我们先跳开一下,看看另一个类似的有用概念:序列化也是一种对象服务,就是把内存中的对象序列化成流、或者把流反序列化成对象。需要实现2个接口:

void Serialize(Stream stream,object o) 把对象序列化到流中

object Deserialize(Stream stream) 把流反序列化成对象

序列化和持久化很相似,有些人甚至混为一谈,其实还是有区别的,序列化是为了解决对象的传输问题,传输可以在线程之间、进程之间、内存外存之间、主机之间进行。我之所以在这里提到序列化,是因为我们可以利用序列化来辅助持久化,可以说凡是可以持久化的对象都可以序列化,因为序列化相对容易一些(也不是很容易),所以主流的软件基础设施,比如.net和java,已经把序列化的框架完成了。

持久化方案可以分为关系数据库方案、文件方案、对象数据库方案、xml数据库方案,现今主流的持久化方案是关系数据库方案,关系数据库方案不仅解决了并发的问题,更重要的是,关系数据库还提供了持久化服务之外的价值:统计分析功能。刚才我说到,凡是可以序列化的对象都可以持久化,极端的说,我们可以只建立一个表Object(OID,Bytes),但基本上没有人这么做,因为一旦这样,我们就失去了关系数据库额外的统计分析功能。

关系数据库和面向对象之间有一条鸿沟,因为2中模式不匹配,所以就存在一个OR映射问题。

何谓“持久化”
持久(Persistence),即把数据(如内存中的对象)保存到可永久保存的存储设备中(如磁盘)。持久化的主要应用是将内存中的数据存储在关系型的数据库中,当然也可以存储在磁盘文件中、XML数据文件中等等。

说说持久化(Persistence)与序列化(Serialization),我以前总是将他们混淆,其实两者的差距确实并不大,它们相似的地方都是企图将对象和其他东西进行转化,不同之处在于持久化是希望能把它持久保存起来并在需要的时候再得到而序列化关心的是如何把对象变为字节流,实质上从实用角度上来讲,两者有很大程度的相互覆盖,序列化机制是将类的值转化为一个一般的(即连续的)字节流,然后将该流写到磁盘文件或任何其他流化目标上的一个过程,这本身也可以称之为持久化。当然所谓反序列化,顾名思义就是将序列化过程颠倒过来,由流目标得到对象的过程了。

序列化的过程就是对象写入字节流和从字节流中读取对象。将对象状态转换成字节流之后,
可以用java.io包中的各种字节流类将其保存到文件中,管道到另一线程中或通过网络连接
将对象数据发送到另一主机。对象序列化功能非常简单、强大,在RMI、Socket、JMS、EJB
都有应用。对象序列化问题在网络编程中并不是最激动人心的课题,但却相当重要,具有
许多实用意义。

一:对象序列化可以实现分布式对象。主要应用例如:RMI要利用对象序列化运行远程主机上的服务,就像在本地机上运行对象时一样。

二:java对象序列化不仅保留一个对象的数据,而且递归保存对象引用的每个对象的数据。可以将整个对象层次写入字节流中,可以保存在文件中或在网络连接上传递。利用对象序列可以进行对象的"深复制",即复制对象本身及引用的对象本身。序列化一个对象可能得到整个对象序列。

从上面的叙述中,我们知道了对象序列化是java编程中的必备武器,那么让我们从基础开始,好好学习一下它的机制和用法。

java序列化比较简单,通常不需要编写保存和恢复对象状态的定制代码。实java.io.Serializable接口的类对象可以转换成字节流或从字节流恢复,不需要在类中增加任何代码。只有极少数情况下才需要定制代码保存或恢复对象状态。这里要注意:不是每个类都可序列化,有些类是不能序列化的,例如涉及线程的类与特定JVM有非常复杂的关系。

序列化机制:

序列化分为两大部分:序列化和反序列化。序列化是这个过程的第一部分,将数据分解成字节流,以便存储在文件中或在网络上传输。反序列化就是打开字节流并重构对象。对象序列化不仅要将基本数据类型转换成字节表示,有时还要恢复数据。恢复数据要求有恢复数据的对象实例。ObjectOutputStream中的序列化过程与字节流连接,包括对象类型和版本信息。反序列化时,JVM用头信息生成对象实例,然后将对象字节流中的数据复制到对象数据成员中。
下面我们分两大部分来阐述:

处理对象流:
(序列化过程和反序列化过程)

java.io包有两个序列化对象的类。ObjectOutputStream负责将对象写入字节流,ObjectInputStream从字节流重构对象。
我们先了解ObjectOutputStream类吧。ObjectOutputStream类扩展DataOutput接口。writeObject()方法是最重要的方法,用于对象序列化。如果对象包含其他对象的引用,则writeObject()方法递归序列化这些对象。每个ObjectOutputStream维护序列化的对象引用表,防止发送同一对象的多个拷贝。(这点很重要)由于writeObject()可以序列化整组交叉引用的对象,因此同一ObjectOutputStream实例可能不小心被请求序列化同一对象。这时,进行反引用序列化,而不是再次写入对象字节流。
下面,让我们从例子中来了解ObjectOutputStream这个类吧。

现在,让我们来了解ObjectInputStream这个类。它与ObjectOutputStream相似。它扩展DataInput接口。ObjectInputStream中的方法镜像DataInputStream中读取Java基本数据类型的公开方法。readObject()方法从字节流中反序列化对象。每次调用readObject()方法都返回流中下一个Object。对象字节流并不传输类的字节码,而是包括类名及其签名。readObject()收到对象时,JVM装入头中指定的类。如果找不到这个类,则readObject()抛出ClassNotFoundException,如果需要传输对象数据和字节码,则可以用RMI框架。ObjectInputStream的其余方法用于定制反序列化过程。
例子如下:

//从文件中反序列化 string 对象和 date 对象 
    FileInputStream in = new FileInputStream("tmp"); 
    ObjectInputStream s = new ObjectInputStream(in); 
    String today = (String)s.readObject(); 
    Date date = (Date)s.readObject(); 
定制序列化过程:

序列化通常可以自动完成,但有时可能要对这个过程进行控制。java可以将类声明为serializable,但仍可手工控制声明为static或transient的数据成员。
例子:一个非常简单的序列化类。 public class simpleSerializableClass

完全定制序列化过程:
如果一个类要完全负责自己的序列化,则实现Externalizable接口而不是Serializable接口。Externalizable接口定义包括两个方法writeExternal()与readExternal()。利用这些方法可以控制对象数据成员如何写入字节流.类实现Externalizable时,头写入对象流中,然后类完全负责序列化和恢复数据成员,除了头以外,根本没有自动序列化。这里要注意了。声明类实现Externalizable接口会有重大的安全风险。writeExternal()与readExternal()方法声明为public,恶意类可以用这些方法读取和写入对象数据。如果对象包含敏感信息,则要格外小心。这包括使用安全套接或加密整个字节流。

Java对象---序列化与反序列化  2016-01/127695.htm

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