一文讲清楚什么是serialVersionUID常数和瞬时变量

大家好，我是 V 哥，今天来聊一聊serialVersionUID常数、瞬时变量，这几个都是 Java 开发中比较基础的概念，但容易被大家所忽视，V 哥通过一篇文章来介绍清楚，让你无后顾之忧。先赞后看，家财万贯。

以下是关于serialVersionUID常数和瞬时变量的详细介绍：

serialVersionUID常数

• 定义与作用：serialVersionUID是Java中用于序列化和反序列化的一个重要概念。它是一个类的版本标识，用于确保在反序列化时，类的结构与序列化时的结构一致。如果类的serialVersionUID在序列化和反序列化之间发生了变化，JVM会认为这是两个不同的类，从而导致反序列化失败。
• 原理：当一个类实现了java.io.Serializable接口，就可以被序列化和反序列化。在序列化过程中，JVM会根据类的结构和成员变量等信息生成一个serialVersionUID。在反序列化时，JVM会检查这个serialVersionUID是否与序列化时的一致。

• 案例

  import java.io.Serializable;
  
  class Person implements Serializable {
    // 显式定义serialVersionUID
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private String name;
    private int age;
  
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
  }
  
  public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Person对象并进行序列化和反序列化操作
        Person person = new Person("Alice", 30);
        // 这里省略具体的序列化和反序列化代码
    }
  }

  在上述代码中，Person类实现了Serializable接口，并显式定义了serialVersionUID为1L。如果没有显式定义，Java会根据类的结构等自动生成一个serialVersionUID，但这样可能会导致在类的结构发生微小变化时，serialVersionUID也发生变化，从而导致反序列化问题。

瞬时变量

• 定义与作用：在Java中，使用transient关键字修饰的变量被称为瞬时变量。瞬时变量在对象序列化时不会被保存到序列化后的字节流中，在反序列化时会被赋予默认值。
• 原理：这是因为transient关键字告诉了Java的序列化机制，在进行序列化操作时，忽略这个变量，不将其状态保存到序列化数据中。

• 案例

  import java.io.Serializable;
  
  class User implements Serializable {
    private String username;
    // 用transient修饰password，使其成为瞬时变量
    private transient String password;
  
    public User(String username, String password) {
        this.username = username;
        this.password = password;
    }
  }
  
  public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("admin", "secret");
        // 这里省略具体的序列化和反序列化代码
        // 反序列化后，password将为null
    }
  }

  在上述代码中，User类中的password变量被声明为transient。当对User对象进行序列化和反序列化时，password变量的值不会被保存和恢复，反序列化后password的值将为null。这样可以避免敏感信息（如密码）在序列化过程中被泄露。

瞬时变量和瞬态变量有什么区别？

瞬时变量和瞬态变量在Java等编程语言中实际上是同一个概念，英文都是“transient variable”，它们没有本质区别，只是中文表述不同而已。以下从定义、使用场景、原理层面详细说明：

• 定义角度：两者都是指被transient关键字修饰的变量。在对象序列化过程中，被transient修饰的变量不会被保存到序列化后的字节流中，在反序列化时会被赋予默认值。比如在Java中：

  import java.io.Serializable;
  
  class Data implements Serializable {
    private String normalVariable;
    // 这里无论是叫瞬时变量还是瞬态变量，都是指这个被transient修饰的变量
    private transient String transientVariable;
  
    public Data(String normal, String transientValue) {
        normalVariable = normal;
        transientVariable = transientValue;
    }
  }

• 使用场景角度

  • 保护敏感信息：对于像密码这种敏感信息，将其定义为瞬态（瞬时）变量，就可以防止在对象序列化时密码被泄露。因为在反序列化后，密码字段会变为默认值，原密码不会被恢复。
  • 避免不必要的数据存储：有些变量的值在反序列化后可以通过其他方式重新计算或获取，将这类变量设置为瞬态（瞬时）变量，可以减少序列化数据的大小，提高序列化和反序列化的效率。
• 原理角度：在Java的序列化机制中，当遇到transient修饰的变量时，序列化框架会跳过该变量的写入操作，在反序列化时也不会从字节流中读取数据来恢复该变量的值，而是直接赋予其默认值，这就是瞬态（瞬时）变量在底层的实现原理。

除了保护敏感信息，还有哪些场景适合使用瞬态变量？

除了保护敏感信息外，以下是一些适合使用瞬态变量的常见场景：

• 缓存数据

  • 场景描述：在程序运行过程中，经常会在内存中缓存一些数据以提高访问性能。这些缓存数据通常是根据其他数据临时计算或加载而来，在序列化对象时，不需要保存这些缓存数据，因为在反序列化后可以重新计算或加载。
  • 代码示例

  import java.io.Serializable;
  
  class CacheData implements Serializable {
    private String originalData;
    // 用于缓存处理后的数据，不需要进行序列化
    private transient String processedCache;
  
    public CacheData(String data) {
        originalData = data;
    }
  
    public String getProcessedData() {
        if (processedCache == null) {
            // 模拟数据处理过程
            processedCache = originalData + " processed";
        }
        return processedCache;
    }
  }

• 临时状态变量

  • 场景描述：当对象在运行期间会有一些临时的状态变量，这些变量仅在特定的方法调用或流程中起作用，并不属于对象的核心持久化状态。在序列化时，这些临时状态变量不需要被保存，以免在反序列化后造成状态混乱。
  • 代码示例

  import java.io.Serializable;
  
  class Transaction implements Serializable {
    private String transactionId;
    private String customerId;
    // 用于记录交易是否正在进行的临时状态，不需要持久化
    private transient boolean inProgress;
  
    public Transaction(String id, String customer) {
        transactionId = id;
        customerId = customer;
    }
  
    public void startTransaction() {
        inProgress = true;
        // 执行交易开始的逻辑
    }
  
    public void endTransaction() {
        inProgress = false;
        // 执行交易结束的逻辑
    }
  }

• 资源引用

  • 场景描述：如果对象中包含对一些外部资源（如文件流、网络连接等）的引用，这些资源在序列化时无法被正确保存，而且在反序列化后也需要重新获取。将这些资源引用声明为瞬态变量，可以避免在序列化和反序列化过程中出现问题。
  • 代码示例

  import java.io.File;
  import java.io.FileInputStream;
  import java.io.Serializable;
  
  class FileProcessor implements Serializable {
    private String filePath;
    // 文件输入流，不需要序列化，反序列化后重新打开
    private transient FileInputStream fileStream;
  
    public FileProcessor(String path) {
        filePath = path;
    }
  
    public void openFile() {
        try {
            fileStream = new FileInputStream(new File(filePath));
            // 执行文件读取逻辑
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
  
    public void closeFile() {
        try {
            if (fileStream!= null) {
                fileStream.close();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
  }

• 事件监听器或回调函数

  • 场景描述：在某些框架或应用中，对象可能会注册一些事件监听器或回调函数。这些监听器或回调函数通常是与当前运行时的上下文相关，不适合被序列化。将它们声明为瞬态变量，可以确保在序列化和反序列化过程中不会出现问题，并且在反序列化后可以重新注册监听器或设置回调函数。
  • 代码示例

  import java.io.Serializable;
  import java.util.ArrayList;
  import java.util.List;
  
  class EventEmitter implements Serializable {
    // 事件名称
    private String eventName;
    // 存储事件监听器的列表，不需要序列化
    private transient List<Runnable> eventListeners = new ArrayList<>();
  
    public EventEmitter(String name) {
        eventName = name;
    }
  
    public void addEventListener(Runnable listener) {
        eventListeners.add(listener);
    }
  
    public void emitEvent() {
        for (Runnable listener : eventListeners) {
            listener.run();
        }
    }
  }

最后

好了，这下彻底知道什么是serialVersionUID常数和瞬时变量了，使用起来会更加得心应手，关注威哥爱编程，全栈之路就你行。都看到这里了，动动用小手点个小赞鼓励一下V 哥呗，感谢老铁。