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<a href="/@TFA101/CherryJava" target="_self"> < :notebook_with_decorative_cover: [共享目錄] Java 2 學習筆記</a>
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# 模組12 物件輸入與輸出、序列化與反序列化

物件輸入、輸出是console I/O，屬於位元資料流，Reader和Writer不能直接存取（雖然可以[用 InputStreamReader 和 OutputStreamWriter 轉接](https://hackmd.io/@RtaWwakYTeOSfTzbFkNCTw/rk9JOkwQd)）。

## 物件輸入與輸出的類別：位元資料流

如上述，單純就類別來說，沒有 ObjectReader 跟 ObjectWriter 這兩種東西，**只有 ObjectInputStream 和 ObjectOutputStream**。

### 類別、建構子與方法
以表格來看可能比較快：
| 動作 | 輸入 | 輸出 |
| -------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | ----------------------------------------------------- |
| 類別 | ObjectInputStream | ObjectOutputStream |
| 建構子 | ObjectInputStream(InputStream in) throws IOException | ObjectInputStream(OutputSteam out) throws IOException |
| 方法（運用多型特徵） | <font color=red>Object</font> readObject() throws IOException, <font color=red>ClassNotFoundException</font> | void writeObject(Object obj) throws IOException |

關於ObjectInputStream 的 `readObject();` 方法，需注意幾點：
1. ClassNotFoundException 只有在所有 classpath 中（核心、擴充、自訂類別函式庫）都找不到類別才會發生。
2. `readObject();` 是將呼叫此方法的物件加工並轉型成 Object 再傳回去，所以若還想要使用原本型別的方法，**必須強制轉型回去**：

// 前略...

FileInputStream fis = new FileInputStream("file.ser");
// file.ser存放Book類別（透過實作Serializable空介面）序列化輸出的物件（包含屬性和方法）
// 序列化與反序列化容後再述

// 但以下的操作就是最單純的反序列化
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
((Book)ois.readObject()).show();
// readObject(); 將 ois 轉型為Object
// 如果不強制轉型回原本的型別，將無法使用Book的方法show();

## 序列化（實作 Serializable 空介面）

若要將物件的資料，能與 OutputStream 類別串接並輸出，必須實作 Serializable 空介面：

public class Xxx implements Serializable {
    // 實作這個空介面，貼上「可以被序列化」的標籤
}

### 注意事項
1. **Java類別預設不實作空介面**（~~廢話~~）
2. **Java類別實作 Serializable 介面，其子類別會自動實作**（~~廢話~~）
3. **若是被序列化的物件裡還有物件的屬性，則這些物件也都必須可以被序列化**
<!-- （不然不會被存出，讀取時會是屬性變數的型別預設值） -->

### 操作步驟

1. **實作Serializable 空介面**

幫這個類別貼上「可以被序列化」的標籤。

3. **建立一個低階I/O輸出資料流物件**

既然要輸出成檔案，還是要靠輸出節點資料流物件串接目的地，我們說的就是 FileOutputStream 建構子，設定「輸出檔案的路徑與檔案名」作為目的地。

3. **建立一個高階I/O輸出資料流物件（建構子包住低階I/O物件所產生）**

操作物件的輸出資料流當然是 ObjectOutputStream。

4. **使用高階I/O輸入資料流操作各種功能**

在這邊指的當然就是輸出資料了，使用的方法為表格中提到 `writeObject(Object obj);` 。
類別下的物件通常不只有一個，操作 while 迴圈反覆輸出，直到完整輸出所有物件，也是在這一個步驟。

5. **關閉資料流**

不再說明。

### 操作範例

因為包含實作的標籤，不太好分解動作，完整的操作範例寫在這邊。

// 略過欲輸出類別的內容（屬性、方法、建構子）...

public class Test implements Serializable {

    Book[] books = new Book[2];
    // 略過把Book物件存進Book陣列books的動作...

    FileOutputStream fos = new FileOutputStream("輸出物件路徑\\物件名稱.ser");
    // .ser 是Java建議存取物件檔案的副檔名
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
    
    for (int i = 0; i < books.length; i++)
        oos.writeObject(books[i]);
        
    oos.close();
    fos.close();
    
}

## 反序列化

把物件拆成一小塊、一小塊的，還原回去當然需要依靠原本的設計圖（類別及其屬性和方法）。
原則上反序列化和序列化，比照輸入、輸出的觀念，正好相反。

**前提是在類別本身沒有更動的情況下**。如果類別變動了，物件反序列化就會出現例外（依然是[ClassNotFoundXException](https://hackmd.io/@RtaWwakYTeOSfTzbFkNCTw/SytKBnvXO#類別、建構子與方法)）。

此機制其實是由 Java 透過檢查隱形的實體變數 `serialVersionUID` 在做判斷的，一旦類別經過改動， `serialVersionUID` 就會跟著改變（即使再改回去存檔也是新的！）。

### serialVersionUID

在序列化物件的同時，Java 會自動在該物件類別底下加入 `serialVersionUID` 的屬性，值為隨機產生。
反序列化進行前，Java 會比對來源UID是否相同，確保輸入回來的資料流類別資訊是一致的，一旦不同，就禁止反序列化。

### 維持反序列化的相容性

為了維持反序列化的相容性，必須由我們先發制人，主動宣告此資料並固定UID值，以確保日後類別內容有調整，對反序列化仍然有相容性。做法如下：

public Class Example {
    private static fianl serialVersionUID = -1;
    // 其實隨便你想寫什麼數字都可以
}

值的內容真的是隨便，反正只要比對檢查輸入物件的UID來源跟目前的類別是一致的就好。