Н.А. Вязовик - Программирование на Java

Для организации такого процесса стандартный механизм сериализации строит граф, включающий в себя все участвующие объекты и ссылки между ними. Если очередная ссылка указывает на некоторый объект, сначала проверяется – нет ли такого объекта в графе. Если есть – объект второй раз не сериализуется. Если нет – новый объект добавляется в граф.

При построении графа может встретиться объект, порожденный от класса, не реализующего интерфейс Serializable. В этом случае сериализация прерывается, генерируется исключение java.io.NotSerializableException.

Рассмотрим пример:

import java.io.;

class Point implements Serializable {

double x;

double y;

public Point(double x, double y) {

this.x = x;

this.y = y;

}

public String toString() {

return "("+x+","+y+") reference="+super.toString();

}

}

class Line implements Serializable {

Point point1;

Point point2;

int index;

public Line() {

System.out.println("Constructing empty line");

}

Line(Point p1, Point p2, int index) {

System.out.println("Constructing line: " + index);

this.point1 = p1;

this.point2 = p2;

this.index = index;

}

public int getIndex() {

return index;

}

public void setIndex(int newIndex) {

index = newIndex;

}

public void printInfo() {

System.out.println("Line: " + index);

System.out.println(" Object reference: " + super.toString());

System.out.println(" from point "+point1);

System.out.println(" to point "+point2);

}

}

public class Main {

public static void main(java.lang.String[] args) {

Point p1 = new Point(1.0,1.0);

Point p2 = new Point(2.0,2.0);

Point p3 = new Point(3.0,3.0);

Line line1 = new Line(p1,p2,1);

Line line2 = new Line(p2,p3,2);

System.out.println("line 1 = " + line1);

System.out.println("line 2 = " + line2);

String fileName = "d:\\file"; try {

// записываем объекты в файл

FileOutputStream os = new FileOutputStream(fileName);

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);

oos.writeObject(line1);

oos.writeObject(line2);

// меняем состояние line1 и записываем его еще раз

line1.setIndex(3);

//oos.reset();

oos.writeObject(line1);

// закрываем потоки

// достаточно закрыть только поток-надстройку oos.close();

// считываем объекты System.out.println("Read objects:");

FileInputStream is = new FileInputStream(fileName);

ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);

for (int i=0; i<3; i++) {

// Считываем 3 объекта

Line line = (Line)ois.readObject();

line.printInfo();

}

ois.close();

}

catch(ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

catch(IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

Пример 15.12.

В этой программе работа идет с классом Line (линия), который имеет 2 поля типа Point (линия описывается двумя точками). Запускаемый класс Main создает два объекта класса Line, причем, одна из точек у них общая. Кроме этого, линия имеет номер (поле index ). Созданные линии (номера 1 и 2) записываются в поток, после чего одна из них получает новый номер (3) и вновь сериализуется.

Выполнение этой программы приведет к выводу на экран примерно следующего:

Constructing line: 1

Constructing line: 2

line 1 = Line@7d39

line 2 = Line@4ec

Read objects:

Line: 1

Object reference: Line@331e

from point (1.0,1.0) reference=Point@36bb

to point (2.0,2.0) reference=Point@386e

Line: 2

Object reference: Line@6706

from point (2.0,2.0) reference=Point@386e

to point (3.0,3.0) reference=Point@68ae

Line: 1

Object reference: Line@331e

from point (1.0,1.0) reference=Point@36bb

to point (2.0,2.0) reference=Point@386e

Пример 15.13.

Из примера видно, что после восстановления у линий сохраняется общая точка, описываемая одним и тем же объектом (хеш-код 386e ).

Третий записанный объект идентичен первому, причем, совпадают даже объектные ссылки. Несмотря на то, что при записи третьего объекта значение index было изменено на 3, в десериализованном объекте оно осталось равным 1. Так произошло потому, что объект, описывающий первую линию, уже был задействован в сериализации и, встретившись во второй раз, повторно записан не был.

Чтобы указать, что сеанс сериализации завершен, и получить возможность передавать измененные объекты, у ObjectOutputStream нужно вызвать метод reset(). В рассматриваемом примере для этого достаточно убрать комментарий в строке

//oos.reset();

Если теперь запустить программу, то можно увидеть, что третий объект получит номер 3.

Constructing line: 1

Constructing line: 2

line 1 = Line@ea2dfe

line 2 = Line@7182c1

Read objects:

Line: 1

Object reference: Line@a981ca

from point (1.0,1.0) reference=Point@1503a3

to point (2.0,2.0) reference=Point@a1c887

Line: 2

Object reference: Line@743399

from point (2.0,2.0) reference=Point@a1c887

to point (3.0,3.0) reference=Point@e7b241

Line: 3

Object reference: Line@67d940

from point (1.0,1.0) reference=Point@e83912

to point (2.0,2.0) reference=Point@fae3c6

Пример 15.14.

Однако это будет уже новый объект, ссылка на который отличается от первой считанной линии. Более того, обе точки будут также описываться новыми объектами. То есть в новом сеансе все объекты были записаны, а затем восстановлены заново.

Расширение стандартной сериализации

Некоторым сложно организованным классам требуется особый подход для сериализации. Для расширения стандартного механизма можно объявить в классе два метода с точно такой сигнатурой:

private void writeObject(

java.io.ObjectOutputStream out)

throws IOException;

private void readObject(

java.io.ObjectInputStream in)

throws IOException, ClassNotFoundException;

Если в классе объявлены такие методы, то при сериализации объекта для записи его состояния будет вызван writeObject, который должен сгенерировать последовательность байт и записать ее в поток out, полученный в качестве аргумента. При этом можно вызвать стандартный механизм записи объекта путем вызова метода

out.defaultWriteObject();

Этот метод запишет все не- transient и не- static поля в поток данных.

В свою очередь, при десериализации метод readObject должен считать данные из потока in (также полученного в качестве аргумента) и восстановить значения полей класса. При реализации этого метода можно обратиться к стандартному механизму с помощью метода:

in.defaultReadObject();

Этот метод считывает описание объекта из потока и присваивает значения соответствующих полей в текущем объекте.

Если же процедура сериализации в корне отличается от стандартной, то для таких классов предназначен альтернативный интерфейс java.io.Externalizable.

При использовании этого интерфейса в поток автоматически записывается только идентификация класса. Сохранить и восстановить всю информацию о состоянии экземпляра должен сам класс. Для этого в нем должны быть объявлены методы writeExternal() и readExternal() интерфейса Externalizable. Эти методы должны обеспечить сохранение состояния, описываемого полями самого класса и его суперкласса.

При восстановлении Externalizable -объекта экземпляр создается путем вызова конструктора без аргументов, после чего вызывается метод readExternal.

Метод writeExternal имеет сигнатуру:

void writeExternal(ObjectOutput out)

throws IOException;

Для сохранения состояния вызываются методы ObjectOutput, с помощью которых можно записать как примитивные, так и объектные значения. Для корректной работы в соответствующем методе

void readExternal(ObjectInput in)

throws IOException,ClassNotFoundException;

эти значения должны быть считаны в том же самом порядке.

Классы Reader и Writer и их наследники

Рассмотренные классы – наследники InputStream и OutputStream – работают с байтовыми данными. Если с их помощью записывать или считывать текст, то сначала необходимо сопоставить каждому символу его числовой код. Такое соответствие называется кодировкой.