Java编程笔记18：I/O(续)

压缩

IO相关类中有关于压缩和解压的类：

其中DeflaterOutputStream继承自FilterOutputStream，而InflaterInputStream继承自FilterInputStream，所以压缩相关的类操作的是字节流（这是显而易见的）。

用GZIP压缩单个文件

下面是一个将文件压缩和解压缩的简单示例：

package ch18.compress;
​
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.zip.GZIPInputStream;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;
​
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        final String CURRENT_DIR = "./xyz/icexmoon/java_notes/ch18/compress/";
        final String SOURCE_FILE = CURRENT_DIR + "Main.java";
        final String COMPRESSED_FILE = CURRENT_DIR + "Main.gz";
        final String UNCOMPRESSED_FILE = CURRENT_DIR + "Main.txt";
        compress(SOURCE_FILE, COMPRESSED_FILE);
        uncompress(COMPRESSED_FILE, UNCOMPRESSED_FILE);
    }
​
    /**
     * 将指定文件压缩为目标文件
     * 
     * @param sourceFile 源文件
     * @param desFile    压缩后的文件
     * @throws FileNotFoundException
     */
    private static void compress(String sourceFile, String desFile) throws IOException {
        BufferedInputStream bi = new BufferedInputStream(new FileInputStream(sourceFile));
        GZIPOutputStream gos = new GZIPOutputStream(new FileOutputStream(desFile));
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(gos);
        try {
            do {
                int b = bi.read();
                if (b == -1) {
                    break;
                }
                bos.write(b);
            } while (true);
        } finally {
            bi.close();
            bos.close();
        }
    }
​
    /**
     * 将指定文件解压缩为目标文件
     * 
     * @param sourceFile 源文件
     * @param desFile    解压后的文件
     * @throws IOException
     * @throws FileNotFoundException
     */
    private static void uncompress(String sourceFile, String desFile) throws IOException {
        BufferedInputStream bi = new BufferedInputStream(new GZIPInputStream(new FileInputStream(sourceFile)));
        BufferedOutputStream bo = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(desFile));
        try {
            do {
                int b = bi.read();
                if (b == -1) {
                    break;
                }
                bo.write(b);
            } while (true);
        } finally {
            bi.close();
            bo.close();
        }
    }
}

运行这个示例就能看到目录下出现一个将Main.java压缩后的Main.gz文件，以及一个由Main.gz文件解压缩后的Main.txt文件。这其中Main.java和Main.txt文件的大小和内容完全一致，而Main.gz的大小是原始文件的1/3左右。

就像示例中的那样，使用GZIPInputStream和GZIPOutputStream压缩和解压文件相对简单，因为他们都是字节流的装饰器类，只要嵌套在输入流或输出流中就可以使用。

这里将BufferedOutputStream嵌套在GZIPOutputStream外是有意义的，因为压缩的原理是尽可能合并多个相同的bit位来节省空间，这就意味着压缩算法需要读取尽可能多的内容来实现较高的压缩比，显然先缓冲再传递给GZIPOutputStream相比一个个传入byte更为有效。当然，这只是我个人的一个猜想，并没有研究和证明。

用ZIP压缩多个文件

除了压缩单个文件，更多的时候我们需要压缩多个文件到一个压缩文件：

package ch18.compress2;
​
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.zip.Adler32;
import java.util.zip.CheckedInputStream;
import java.util.zip.CheckedOutputStream;
import java.util.zip.ZipEntry;
import java.util.zip.ZipInputStream;
import java.util.zip.ZipOutputStream;
​
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        final String CURRENT_DIR = "./xyz/icexmoon/java_notes/ch18/compress2/test/";
        String[] files = new String[] { "./LICENSE", "./README.md", "./.gitignore" };
        String compressedFile = CURRENT_DIR + "files.zip";
        compress(files, compressedFile);
        uncompress(compressedFile, CURRENT_DIR);
    }
​
    private static void compress(String[] files, String compressedFile) throws IOException {
        if (files.length == 0) {
            return;
        }
        CheckedOutputStream cos = new CheckedOutputStream(new FileOutputStream(compressedFile), new Adler32());
        ZipOutputStream zos = new ZipOutputStream(cos);
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(zos);
        zos.setComment("A compressed file.");
        try {
            for (String file : files) {
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file));
                try {
                    zos.putNextEntry(new ZipEntry(file));
                    do {
                        int b = bis.read();
                        if (b == -1) {
                            break;
                        }
                        bos.write(b);
                    } while (true);
                    bos.flush();
                } finally {
                    bis.close();
                }
            }
            System.out.println("checksum:" + cos.getChecksum().getValue());
        } finally {
            bos.close();
        }
    }
​
    private static void uncompress(String compressedFile, String desDir) throws IOException {
        CheckedInputStream cis = new CheckedInputStream(new FileInputStream(compressedFile), new Adler32());
        ZipInputStream zis = new ZipInputStream(cis);
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(zis);
        try {
            do {
                ZipEntry entry = zis.getNextEntry();
                if (entry == null) {
                    break;
                }
                String fileName = desDir + entry.getName();
                BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(fileName));
                try {
                    do {
                        int b = bis.read();
                        if (b == -1) {
                            break;
                        }
                        bos.write(b);
                    } while (true);
                } finally {
                    bos.close();
                }
            } while (true);
            System.out.println("checksum:" + cis.getChecksum().getValue());
        } finally {
            bis.close();
        }
    }
}

这个示例展示了如何用ZipOutputStream压缩多个文件到一个文件，和之前不同的是，每次写入一个文件的数据前，需要先通过ZipOutputStream.putNextEntry写入一个文件标识，其它部分几乎没有什么区别。相应的，在解压时也需要先使用ZipInputStream.getNextEntry获取文件标识，然后再读取数据到文件中。

需要注意的是，在解压文件时，因为我们要批量写入所有源文件后再关闭输出流，并且每个被压缩的文件用ZipEntry进行区分，所以每写完一个源文件的数据后，都必须立即调用flush方法刷新数据到输出流，否则就会出现压缩后的文件被错误分割的情况（如果你尝试不刷新，就可以看到效果）。

示例中还使用了用于校验压缩和解压有没有出错的CheckedInputStream和CheckedOutputStream，这并非是必须的。

JAR包

Java程序通常都会被打成一个JAR包（Java ARchive，Java档案文件）使用，实际上JAR包也是一种压缩包，包含所有需要的Java代码和相关资源。使用JAR包可以更方便地传播和部署Java程序。

JDK包含一个命令行工具jar，可以创建和查看JAR包，但现代IDE基本都具备生成JAR包的能力，所以这里不做赘述，需要了解的可以自行查找相关内容。

序列化

序列化简单地说就是将对象转化为字节序列或者字符串，这是持久化技术的一种。相比数据库、XML、JSON等更常见的持久化技术，序列化的优点是可以简单直观地将对象持久化和恢复，缺点在于通常何种技术只能在同一编程语言内使用，也就是说用Java序列化后的对象只能用Java恢复，用PHP序列化的对象也只能由PHP来恢复。

相比与其它语言，Java实现序列化的方式相对简单。下面用一个简单示例来说明，在这个示例中，假设存在一个表示系统配置的Config对象，需要在程序加载时恢复，程序退出时保存，而这个持久化工作我们由对象序列化的方式实现。

package ch18.serilize2;
​
import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
​
class Config implements Serializable {
    private String name;
    private String password;
​
    public Config() {
        System.out.println("Config's constructor is called.");
    }
​
    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public String getPassword() {
        return password;
    }
​
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
​
}
​
public class Main {
    private static Config config;
    private static final String CURRENT_DIR = "./xyz/icexmoon/java_notes/ch18/serilize2/";
    private static final String SAVED_FILE = CURRENT_DIR + "config.out";
​
    public static void main(String[] args) {
        try {
            loadConfig();
            checkLogin();
            saveConfig();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
​
    private static void checkLogin() throws IOException {
        String name = config.getName();
        if (name != null && name.length() != 0) {
            System.out.println("Hello, " + name);
        } else {
            System.out.println("please login.");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.print("enter your name:");
            String nameInput = br.readLine();
            System.out.print("enter your password:");
            String pwdInput = br.readLine();
            config.setName(nameInput);
            config.setPassword(pwdInput);
        }
    }
​
    private static void loadConfig() throws IOException, ClassNotFoundException {
        File file = new File(SAVED_FILE);
        if (file.exists() && file.isFile()) {
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)));
            try {
                config = (Config) ois.readObject();
            } finally {
                ois.close();
            }
        } else {
            config = new Config();
        }
    }
​
    private static void saveConfig() throws IOException {
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(SAVED_FILE)));
        oos.writeObject(config);
        oos.close();
    }
}

第一次运行这个程序的时候会提示你输入用户名和密码，之后再运行就可以正常显示一段包含用户名的欢迎信息。

整个程序并没有使用数据库等常见的持久化技术，只使用了序列化并写入文件，就完成了类似的功能。

如果你需要让某个类实例能够序列化，就要像示例中的Config类那样，让其实现一个Serializable接口，该接口是一个标记接口，并不包含任何方法。之后你就可以使用ObjectOutputStream.writeObject方法将其写入一个输出流中保存。在这个示例中是写入到文件，当然也可以通过输出流写入到网络或者别的什么地方。

将序列化后的对象“恢复”也被称作“反序列化”，同样很简单，只要使用ObjectInputStream.readObject方法读取即可，不过该方法返回的是一个Object类型，需要我们向下转型为相应的实际类型。

总的来说Java的序列化和反序列化都相对简单，主要的工作都由Java虚拟机完成，开发者只要完成一小部分工作即可。不过有一个细节需要注意，序列化的过程中并不涉及构造函数的调用，而是虚拟机直接从序列化后的字节流中恢复数据来生成实例。此外，如果通过网络传递字节流并反序列化，必须有一个前提：本地的JVM要能够加载相应的类定义的class文件，否则就会产生ClassNotFoundException异常。

自定义序列化

大多数情况下，Java默认的序列化方式就够用了，但如果你需要对序列化有更详细的控制，可以使用Externalizable接口。

Externalizable接口继承自Serializable，它包含两个方法writeExternal和readExternal，分别对应序列化和反序列化。

我们用Externalizable改写之前的示例进行说明：

...
class Config implements Externalizable {
    ...
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(this.name);
        out.writeObject(this.password);
    }
​
    @Override
    public void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        name = (String) in.readObject();
        password = (String) in.readObject();
    }
​
}
...

让Config实现Externalizable接口后，通过ObjectOutputStream.writeObject方法输出Config实例时，就会调用Config.writeExternal方法向输出流写入字节序列。在示例中就是简单地调用out.writeObject依次写入name属性和password属性（标准类库都实现了序列化相关接口）。相应的，在通过ObjectInputStream.readObject反序列化时，Config.readExternal方法就会被调用。

Externalizable与Serializable有一点有很大不同——在反序列化时，前者会调用默认构造函数，而后者不会。如果你重复执行上边的示例就会发现这一点。

这就意味着使用Externalizable接口存在一些限制，比如说如果该类有一个非public的默认构造函数，就会导致反序列化失败。

使用Externalizable接口的好处在于可以实现一些自定义的序列化和反序列化逻辑，比如我们可能不希望将用户密码已明码的方式序列化后保存，这样是危险的，通常的做法是只保存密码的MD5值：

...
class Config implements Externalizable {
    ...
    @Override
    public void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {
        out.writeObject(this.name);
        String md5 = MyMD5Util.encrypt(password);
        out.writeObject(md5);
    }
    ...
}
...

• MD5的具体生成方式是我参考自网上一篇文章的，具体可以查看本文的Github仓库或者末尾的参考资料列表。

• 这个示例只是用于说明Externalizable的可能用途，实际上通常需要在获取到用户输入的密码后就立即对其MD5，然后所有的密码效验等都是比对MD5值是否相等，是不会将明码保存在Config实例的属性中的。目前这个示例是有缺陷的，第一次登陆时我们写入Config.password中的是明文密码，但之后反序列化后获取的是MD5后的值，这是有歧义的。但作为一个玩具示例，我不打算修正这个问题。

如果我们压根不需要保存用户的密码信息，可以更简单：

...
class Config implements Serializable {
    private String name;
    private transient String password;
​
    public Config() {
        System.out.println("Config's constructor is called.");
    }
​
    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public String getPassword() {
        return password;
    }
​
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
​
}
...

需要注意的是，这里的Config实现的是Serializable接口，同时为password属性添加了一个transient关键字，其它具体的序列化细节依然是交给JVM来实现，如果运行这个版本的示例你就会发现，反序列化后的Config属性中包含name属性，但是password属性是null，换句话说，序列化时并没有保存password属性。

这就是transient关键字的用途：可以让Serializable对象的相应属性排除出“自动”序列化和反序列中。

需要注意的是，transient因为是作用于JVM执行的“自动序列化”过程中的，所以只能和Serializable接口搭配使用，而不能用于Externalizable接口。

如果你需要在使用Serializable接口时实现类似Externalizable那样的“自定义序列化逻辑”，同样是可以实现的：

...
class Config implements Serializable {
    ...
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException {
        out.writeObject(name);
        out.writeObject(password);
    }
​
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        name = (String) in.readObject();
        password = (String) in.readObject();
    }
​
}
...

就像示例展示的，只要实现writeObject方法和readObject方法即可。JVM在具体执行序列化和反序列化操作时会“检查”Config实例，如果其具备这两个方法，就会调用以实现序列化和反序列化，而不会执行默认的逻辑。

有意思的是这两个方法是private的，且并不属于任何接口，但却被JVM执行序列化的相关组件可以探查和调用。这种方式在Java中是很不常见的，更类似于Python中的协议。实际上是通过反射机制来实现的。

最后要说明的是，如果需要在writeObject和readObject方法中执行默认的序列化和反序列化逻辑，可以这样做：

...
class Config implements Serializable {
    ...
    private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream out) throws IOException {
        out.defaultWriteObject();
    }
​
    private void readObject(java.io.ObjectInputStream in) throws IOException, ClassNotFoundException {
        in.defaultReadObject();
    }
​
}
...

写法很简单，只要调用ObjectOutputStream.defaultWriteObject和ObjectInputStream.defaultReadObject即可。比较奇怪的是这两个方法并不需要传入当前对象，也不会返回一个Config实例。这是因为在序列化和反序列化的过程中，输入流和输出流是持有当前对象的引用的。

此外，因为是执行的默认序列化和反序列化逻辑，所以此时transient关键字是生效的，你会看到被标记为transient的password属性没有被序列化。

持久化

如果只是将序列化用于简单地保存和恢复某个对象，可能没有什么问题，但如果是系统性地用序列化对某些数据进行持久化，就会有一些额外问题。

比如说有多个对象持有同一个对象的引用，那么序列化和反序列化后，得到的结果依然是指向同一个对象还是分别指向一个对象？

package ch18.serilize6;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

class Student implements Serializable {
    private ClassRoom classRoom;
    private String name;

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setClassRoom(ClassRoom classRoom) {
        this.classRoom = classRoom;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return super.toString() + "-" + classRoom.toString();
    }
}

class ClassRoom implements Serializable {
    public void addStudent(Student student) {
        student.setClassRoom(this);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        ClassRoom cr = new ClassRoom();
        Student s1 = new Student("Li Lei");
        Student s2 = new Student("Han Meimei");
        Student s3 = new Student("Brus Lee");
        cr.addStudent(s1);
        cr.addStudent(s2);
        cr.addStudent(s3);
        List<Student> students = new LinkedList<>();
        students.add(s1);
        students.add(s2);
        students.add(s3);
        System.out.println(students);
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(s1);
        oos.writeObject(s2);
        oos.writeObject(s3);
        oos.writeObject(students);
        oos.flush();
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
        Student s4 = (Student) ois.readObject();
        Student s5 = (Student) ois.readObject();
        Student s6 = (Student) ois.readObject();
        List<Student> students2 = (List<Student>) ois.readObject();
        System.out.println(s4);
        System.out.println(s5);
        System.out.println(s6);
        System.out.println(students2);
    }
}
// [ch18.serilize6.Student@372f7a8d-ch18.serilize6.ClassRoom@2f92e0f4,
// ch18.serilize6.Student@28a418fc-ch18.serilize6.ClassRoom@2f92e0f4,
// ch18.serilize6.Student@5305068a-ch18.serilize6.ClassRoom@2f92e0f4]
// ch18.serilize6.Student@5cb0d902-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1
// ch18.serilize6.Student@1698c449-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1
// ch18.serilize6.Student@5ef04b5-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1
// [ch18.serilize6.Student@5cb0d902-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1,
// ch18.serilize6.Student@1698c449-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1,
// ch18.serilize6.Student@5ef04b5-ch18.serilize6.ClassRoom@46fbb2c1]

在这个示例中，有三个Student对象，他们都持有同一个ClassRoom对象的引用，而经过序列化和反序列化后，依然会保留这种关系，无论是按照单个Student对象操作，还是将它们添加进List中统一操作，都是相通的结果。

当然，前提条件是使用的是同一个输出/输入流，否则会建立两套“类关系网”：

package ch18.serilize7;
...
public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        ClassRoom cr = new ClassRoom();
        Student s1 = new Student("Li Lei");
        Student s2 = new Student("Han Meimei");
        Student s3 = new Student("Brus Lee");
        cr.addStudent(s1);
        cr.addStudent(s2);
        cr.addStudent(s3);
        List<Student> students = new LinkedList<>();
        students.add(s1);
        students.add(s2);
        students.add(s3);
        System.out.println(students);
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        ByteArrayOutputStream bos2 = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos2 = new ObjectOutputStream(bos2);
        oos.writeObject(s1);
        oos.writeObject(s2);
        oos.writeObject(s3);
        oos2.writeObject(students);
        oos.flush();
        oos2.flush();
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
        ObjectInputStream ois2 = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos2.toByteArray()));
        Student s4 = (Student) ois.readObject();
        Student s5 = (Student) ois.readObject();
        Student s6 = (Student) ois.readObject();
        List<Student> students2 = (List<Student>) ois2.readObject();
        System.out.println(s4);
        System.out.println(s5);
        System.out.println(s6);
        System.out.println(students2);
    }
}
// [ch18.serilize7.Student@372f7a8d-ch18.serilize7.ClassRoom@2f92e0f4,
// ch18.serilize7.Student@28a418fc-ch18.serilize7.ClassRoom@2f92e0f4,
// ch18.serilize7.Student@5305068a-ch18.serilize7.ClassRoom@2f92e0f4]
// ch18.serilize7.Student@5cb0d902-ch18.serilize7.ClassRoom@46fbb2c1
// ch18.serilize7.Student@1698c449-ch18.serilize7.ClassRoom@46fbb2c1
// ch18.serilize7.Student@5ef04b5-ch18.serilize7.ClassRoom@46fbb2c1
// [ch18.serilize7.Student@5f4da5c3-ch18.serilize7.ClassRoom@443b7951,
// ch18.serilize7.Student@14514713-ch18.serilize7.ClassRoom@443b7951,
// ch18.serilize7.Student@69663380-ch18.serilize7.ClassRoom@443b7951]

这个示例中使用了两套输入和输出流，分别用于序列化三个独立的Student对象和统一保存在List中的Student对象。结果是虽然反序列化后的两套Student对象依然保留着指向同一个ClassRoom对象这种特点，但两套Student对象之间不再有联系，他们的地址是不同的，也就是说反序列化后产生了6个Student对象和2个ClassRoom对象。

虽然目前来看序列化表现的都很好，但实际上它还有个缺陷——“无法保存static属性”。

package ch18.static1;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

import util.Fmt;

class Student implements Serializable {
    public static int counter = 0;
    private final int id = ++counter;
    private String name;

    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return Fmt.sprintf("Student(%d.%s)", id, name);
    }
}

public class Main {
    private static String CURRENT_DIR = "./xyz/icexmoon/java_notes/ch18/static1/";
    private static String FILE = CURRENT_DIR + "data.out";

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        File file = new File(FILE);
        if (file.exists()) {
            read();
            file.delete();
        } else {
            write();
        }
    }

    private static void write() throws IOException {
        Student s1 = new Student("Han Meimei");
        Student s2 = new Student("Li Lei");
        Student s3 = new Student("Brus Lee");
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(FILE));
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(s1);
        oos.writeObject(s2);
        oos.writeObject(s3);
        oos.close();
    }

    private static void read() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(FILE)));
        Student s4 = (Student) ois.readObject();
        Student s5 = (Student) ois.readObject();
        Student s6 = (Student) ois.readObject();
        System.out.println(s4);
        System.out.println(s5);
        System.out.println(s6);
        System.out.println(Student.counter);
        ois.close();
    }
}
// Student(1.Han Meimei)
// Student(2.Li Lei)
// Student(3.Brus Lee)
// 0

在这个例子中，Student有一个静态属性counter，用于记录已创建的Student对象个数，并用于为Student对象初始化id属性。之后在第一次运行程序时，会创建三个Student对象，并在序列化后保存到文件。第二次运行会从文件反序列化，但如果此时打印Student.counter，就会发现其被初始化为0，而非我们期待的3。

这是因为序列化和反序列化只涉及对象的属性，而类属性是保存在类的Class对象中的，而Class对象并不会被同时序列化和反序列化。

当然Class类本身也支持序列化，但问题在于将它们序列化保存是容易的，但利用它们恢复静态属性比较麻烦，可能需要手动编写一些反射代码，那样反而会让问题复杂化。

如果需要对static属性序列化和反序列化，就需要我们做出额外努力，比如：

package ch18.static2;
...
class Student implements Serializable {
	...
    public static void serializeStaticMember(ObjectOutputStream oos) throws IOException {
        oos.writeInt(counter);
    }

    public static void unserializeStaticMember(ObjectInputStream ois) throws IOException {
        counter = ois.readInt();
    }
}

public class Main {
	...
    private static void write() throws IOException {
        Student s1 = new Student("Han Meimei");
        Student s2 = new Student("Li Lei");
        Student s3 = new Student("Brus Lee");
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(FILE));
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(s1);
        oos.writeObject(s2);
        oos.writeObject(s3);
        Student.serializeStaticMember(oos);
        oos.close();
    }

    private static void read() throws IOException, ClassNotFoundException {
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(FILE)));
        Student s4 = (Student) ois.readObject();
        Student s5 = (Student) ois.readObject();
        Student s6 = (Student) ois.readObject();
        Student.unserializeStaticMember(ois);
        System.out.println(s4);
        System.out.println(s5);
        System.out.println(s6);
        System.out.println(Student.counter);
        ois.close();
    }
}
// Student(1.Han Meimei)
// Student(2.Li Lei)
// Student(3.Brus Lee)
// 3

这里使用了一种最简单的方式，在Student中添加了两个类方法serializeStaticMember和unserializeStaticMember，它们分别负责将静态成员写入输出流或者从输入流中恢复，然后只要在合适的地方调用它们即可。

当然也可以使用我们之前介绍的方法来持久化静态属性：

package ch18.static3;
...
class Student implements Serializable {
	...
    private void writeObject(ObjectOutputStream out)
            throws IOException {
        out.defaultWriteObject();
        out.writeInt(counter);
    }

    private void readObject(ObjectInputStream in)
            throws IOException, ClassNotFoundException {
        in.defaultReadObject();
        counter = in.readInt();
    }

}
...
// Student(1.Han Meimei)
// Student(2.Li Lei)
// Student(3.Brus Lee)
// 3

这样做甚至不需要修改其它部分的代码，但问题的关键在于实际上我们只需要在最后一个Student对象序列化后序列化Student的静态属性，并且在最后一个Student对象反序列化后反序列化Student的静态属性，也就是说只需要进行2次Student静态属性的序列化和反序列化工作，但示例中这种将其绑定到对象序列化工作中的做法，就会导致额外不必要的序列化和反序列化工作，这是一种额外开销。当然，实际上类似的取舍在计算机领域很常见，如果你觉得这些性能开销是可接受的，就可以采用这种方式。

Preferences

接触过Android开发的应该对Preferences不陌生，这是一种系统管理的，轻量级的持久化工具。可以帮助你将用户偏好等一些轻量级数据进行持久化。

有意思的是，Java也支持Preferences，且用途类似。

下面这个例子是用Preference改写之前用序列化实现的那个登录程序：

package ch18.references;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.prefs.Preferences;

class Config {
    private String name;
    private transient String password;

    public Config() {
        System.out.println("Config's constructor is called.");
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Main {
    private static Config config;
    private static Preferences preferences = Preferences.userNodeForPackage(Main.class);

    public static void main(String[] args) {
        loadConfig();
        try {
            checkLogin();
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        saveConfig();
    }

    private static void checkLogin() throws IOException {
        String name = config.getName();
        if (name != null && name.length() != 0) {
            System.out.println("Hello, " + name);
            System.out.println("password:" + config.getPassword());
        } else {
            System.out.println("please login.");
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            System.out.print("enter your name:");
            String nameInput = br.readLine();
            System.out.print("enter your password:");
            String pwdInput = br.readLine();
            config.setName(nameInput);
            config.setPassword(pwdInput);
        }
    }

    private static void loadConfig() {
        String name = preferences.get("config.name", null);
        if (name != null && name.length() != 0) {
            config = new Config();
            config.setName(name);
            config.setPassword(preferences.get("config.pwd", ""));
        } else {
            config = new Config();
        }
    }

    private static void saveConfig() {
        preferences.put("config.name", config.getName());
        preferences.put("config.pwd", config.getPassword());
    }
}

可以通过Preferences.userNodeForPackage方法来获取一个Preferences，除此之外还有Preferences.systemNodeForPackage，它们没有本质上的区别，不过习惯上会使用前者保存用户个人数据，用后者保存程序的通用数据。

Preferences中的数据采用键值对形式保存，可以使用put方法保存数据，使用get方法获取数据。除了像示例中那样保存和获取字符串以外，还支持其它基础类型的数据，比如putInt和getInt等。但不能直接用于保存其它对象，并且对于字符串大小也有限制（不超过8K）。

需要注意的是，使用get时需要用第二个参数指定一个“缺省值”，也就是没有键值对时会返回的值，类似的操作其实在Map中也存在。

有意思的是改用Preferences后，你会发现不会生成数据文件，可能你会疑惑数据保存到哪里去了。实际上具体的实现方式与操作系统相关，如果是Windows，Preferences会使用注册表保存数据（注册表中的数据本身也是以键值对形式存在）。

因为本篇内容是上篇的补充，所以较短，除了这些内容以外，《Java编程思想》还介绍了使用XML进行持久化的内容，但我觉得书中使用的第三方类库已经很古老，并且JSON已经变得比XML更流行，且这部分内容更适合在用到时查询，不是太需要在持久化部分过多涉猎。

总之，就到这里了，谢谢阅读。

参考资料

• Java生成MD5的两种方式跟派大星学编程的博客-CSDN博客java生成md5