Serializarea obiectelor in Java

Serializarea este o metoda prin care se pot salva, intr-o maniera unitara, datele impreuna cu signatura unui obiect. Folosind aceasta operatie se poate salva intr-un fisier, ca sir de octeti, o instanta a unei clase, in orice moment al executiei. De asemenea, obiectul poate fi restaurat din fisierul in care a fost salvat in urma unei operatii de serializare.
Salvarea datelor inapsulate intr-un obiect se poate face si prin salvarea pe rand a datelor, folosind clasa DataOutputStream, pentru ca apoi sa fie restaurate prin metode ale clasei DataInputStream, dar o asemenea abordare nu este in general suficienta, deoarece pot aparea probleme cum ar fi :
• datele obiectului pot fi instante ale altor obiecte
• in unele cazuri, este necesara si salvarea tipului datei
• unele campuri fac referinta la acelasi obiect
Asadar, prin serializare sunt surprinse atat datele, signatura clasei (numele metodelor si definitia lor - nu si implementarea) precum si starea obiectului.
Pentru a putea fi serializat un obiect trebuie sa fie instanta a unei clase care implementeaza una din interfetele :
- java.io.Serializable sau
- java.io.Externalizable (care extinde clasa Serializable)

Interfata Serialize nu are nici o metoda, ea da doar posibilitatea de a specifica faptul ca se doreste ca o anumita clasa sa poata fi serializata. Declaratia unei astfel de clase ar fi :
class ClasaSerializabila implements Serializable {...}

In urma serializarii obiectele sunt pot fi salvatr intr-un fisier, in acelasi fisier putand fi salvate si mai multe obiecte. Operatiile de intrare iesire la nivelul obicetelor se realizeaza prin intermediul unor fluxuri de obiecte, implementate de clasele ObjectInputStream si ObjectOutputStream.

Salvarea unui obiect intr-un fisier se realizeaza astfel :

MyObject o = new MyObject();
FileOutputStream fout = new FileOutputStream(“fisier”);
ObjectOutputStream sout = new ObjectOutputStream(fout);
sout.writeObject(o);

Restaurarea unui obiect salvat intr-un fisier se face intr-o maniera asemanatoare:
FileInputStream fin = new FileInputStream(“fisier”);
ObjectInputStream sin = new ObjectInputStream(fin);
o = (MyObject) sin.readObject();

Pe langa metodele de scriere/citire a obiectelor cele doua clase pun la dispozitie si metode pentru scrierea tipurilor de date primare, astfel incat apeluri ca cele de mai jos sunt permise :
FileOutputStream ostream = new FileOutputStream("t.tmp");
ObjectOutputStream p = new ObjectOutputStream(ostream);
p.writeInt(12345);
p.writeObject("Today");
p.writeObject(new Date());
p.flush();
ostream.close();

FileInputStream istream = new FileInputStream("t.tmp");
ObjectInputStream p = new ObjectInputStream(istream);
int i = p.readInt();
String today = (String)p.readObject();
Date date = (Date)p.readObject();
istream.close();

ObjectInputStream si ObjectOutputStream implementeaza indirect interfetele DataInput, respectiv DataOutput, interefte ce declara metode atat pentru scrierea/citirea datelor primitive, cat si pentru scrierea/citirea obiectelor. Pentru transferul obiectelor sunt folosite metodele:

final void writeObject( java.lang.Object obj )
throws java.io.IOException
final java.lang.Object readObject( )
throws java.io.OptionalDataException, java.lang.ClassNotFoundException, java.io.IOException
Acestea apeleaza la randul lor metodele implicte de transfer defaultWriteObject si defaultReadObject (avand aceleasi signaturi ca mai sus)

Clasa ObjectOutputStream
Constructor
public ObjectOutputStream( java.io.OutputStream out )
throws java.io.IOException

Metode

void close( ) throws java.io.IOException
final void defaultWriteObject( ) throws java.io.IOException
void flush( ) throws java.io.IOException
void reset( ) throws java.io.IOException
void write( bytest b ) throws java.io.IOException
void write( bytest b, int off, int len ) throws java.io.IOException

void write( int data ) throws java.io.IOException
void writeBoolean( boolean data ) throws java.io.IOException
void writeByte( int data ) throws java.io.IOException
void writeBytes( java.lang.String data ) throws java.io.IOException
void writeChar( int data ) throws java.io.IOException

void writeChars( java.lang.String data ) throws java.io.IOException
void writeDouble( double data ) throws java.io.IOException
void writeFloat( float data ) throws java.io.IOException
void writeInt( int data ) throws java.io.IOException
void writeLong( long data ) throws java.io.IOException

final void writeObject( java.lang.Object obj )
throws java.io.IOException
void writeShort( int data ) throws java.io.IOException
void writeUTF( java.lang.String data ) throws java.io.IOException

Clasa ObjectInputStream

Constructor
public ObjectInputStream( java.io.InputStream in )
throws java.io.IOException, java.io.StreamCorruptedException

Create an ObjectInputStream that reads from the specified InputStream. The stream header containing the magic number and version number are read from the stream and verified. This method will block until the corresponding ObjectOutputStream has written and flushed the header.

Metode

int available( ) throws java.io.IOException
void close( ) throws java.io.IOException
final void defaultReadObject( )
throws java.io.IOException, java.lang.ClassNotFoundException, java.io.NotActiveException
int read( bytest data, int offset, int length )
throws java.io.IOException
int read( ) throws java.io.IOException
boolean readBoolean( ) throws java.io.IOException
byte readByte( ) throws java.io.IOException
char readChar( ) throws java.io.IOException
double readDouble( ) throws java.io.IOException
float readFloat( ) throws java.io.IOException
void readFully( bytest data ) throws java.io.IOException
void readFully( bytest data, int offset, int size )
throws java.io.IOException
int readInt( ) throws java.io.IOException
java.lang.String readLine( ) throws java.io.IOException
long readLong( ) throws java.io.IOException
final java.lang.Object readObject( )
throws java.io.OptionalDataException, java.lang.ClassNotFoundException, java.io.IOException
short readShort( ) throws java.io.IOException
int readUnsignedByte( ) throws java.io.IOException
int readUnsignedShort( ) throws java.io.IOException
java.lang.String readUTF( ) throws java.io.IOException
ynchronized void registerValidation( java.io.ObjectInputValidation obj,
int prio )
throws java.io.NotActiveException, java.io.InvalidObjectException
int skipBytes( int len ) throws java.io.IOException

Cuvintul cheie transient

Pentru ca un anumit camp sa nu fie salvat in urma serializarii, acesta trebuie declarat cu modificatorul transient. Aceste campuri vor fi ignorate de metodele writeObject si readObject.
Ex:
private transient x;  ignorat la serializare

Exemplu:
import java.io.*;

public class TestSerial {
static MyObject obj;
public static void main(String argsst) {
obj = new MyObject(10,20);
try {
FileOutputStream fout = new
FileOutputStream("fisier.tmp");
ObjectOutputStream sout = new
ObjectOutputStream(fout);
sout.writeObject(obj);
sout.flush();
sout.close();
fout.close();
System.out.println("A fost salvat obiectul " + obj);
}

catch (IOException e) {}
System.out.println("Restauram...");
try {
FileInputStream fin = new
FileInputStream("fisier.tmp");
ObjectInputStream sin = new ObjectInputStream(fin);
try {
obj = (MyObject) sin.readObject();
}
catch (ClassNotFoundException e) {}

sin.close();
fin.close();
System.out.println("A fost restaurat obiectul " + obj);
}
catch (IOException e) {}
}
}

class MyObject implements Serializable {
int x;
private transient int y;

public MyObject(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}

public String toString() {
return new String("x=" + x + ", y="+y);
}
}

Rezultatul acestui program va fi :
A fost salvat obiectul x=10, y=20
Restauram...
A fost restaurat obiectul x=10, y=0

Obs. Atunci cand o clasa serializabila deriva dintr-o alta clasa, salvarea campurilor clasei parinte se va face doar daca si aceasta este serializabila. In caz contrar, subclasa trebuie sa salveze explicit si campurile mostenite.
Ex1:
class Parinte implements Serializable {
int x;
...
}
class Fiu extends Parinte implements Serializable {
int y;
...
}
La serializare se salveaza atat x cat si y.
Ex1:
class Parinte {
int x;
...
}
class Fiu extends Parinte implements Serializable {
int y;
...
}
Serializarea nu decurge normal.

Folosirea serializarii pentru copierea obiectelor
Se stie ca nu putem copia un obiect prin instructiunea de atribuire. O secventa de forma:
MyObject o1 = new MyObject(10, 20);
MyObject o2 = o1;
nu face decat sa declare obiectul o2 ca fiind o referinta la obiectul o1. Orice schimbare intr-unul din cele doua obiecte se va reflecta si in celalalt.
O posibilitate de a face o copie unui obiect este folosirea metodei clone() a clasei Object.
MyObject o1 = new MyObject(10, 20);
MyObject o2 = (MyObject) o1.clone();
Conversia la clasa MyObject este necesara deoarece metoda clone() returneaza un obiect de tip Object. Deficienta acestei metode este ca nu functioneaza corect decat atunci cand clasa clonata nu are campuri referinta catre alte obiecte, obiectele referite nemaifiind copiate la randul lor.

O metoda clone() care sa realizeze o copie efectiva a unui obiect, impreuna cu copierea tuturor obiectelor referite de campurile acelui obiect poate fi implementata prin mecanismul serializarii astfel :

public Object clone() {
try {
ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout);
out.writeObject(this);
out.close();

ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream();
ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bin);

Object ret = in.readObject();
in.close();
return ret;
}

catch (Exception e) {
System.out.println(e);
return null;
}
}