集合的序列化与反序列化

什么是序列化

序列化 = 对象 → 字节流（存储/传输）

反序列化 = 字节流 → 对象

// 序列化
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(collection);
byte[] bytes = baos.toByteArray();

// 反序列化
ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(bytes);
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
Collection c = (Collection) ois.readObject();

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ArrayList 的序列化

ArrayList 实现了 Serializable，底层数组是 transient（不自动序列化），但 JDK 通过 readObject/writeObject 自定义序列化逻辑。

transient Object[] elementData; // 不自动序列化

private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
    s.defaultWriteObject();
    s.writeInt(size);
    // 只序列化有数据的元素，不序列化空数组位置
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        s.writeObject(elementData[i]);
    }
}

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HashMap 的序列化

HashMap 同样使用 transient 和自定义 writeObject/readObject：

transient Node<K, V>[] table;

private void writeObject(ObjectOutputStream s) throws IOException {
    s.defaultWriteObject();
    s.writeInt(size);
    s.writeFloat(loadFactor);
    // 只序列化非空桶
    for (Map.Entry<K, V> e : entrySet()) {
        s.writeObject(e.getKey());
        s.writeObject(e.getValue());
    }
}

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为什么要自定义序列化

ArrayList/HashMap 的数组容量可能远大于实际元素数量：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
// 容量可能是 10，实际只有 1 个元素

HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
map.put("a", 1);
// 容量可能是 16，实际只有 1 个元素

如果直接序列化整个数组/桶数组，会浪费大量空间。自定义序列化只序列化实际数据。

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性能对比

// 容量 10000，存储 10 个元素
ArrayList<String> list = new ArrayList<>(10000);
for (int i = 0; i < 10; i++) list.add("item");

ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
oos.writeObject(list);

System.out.println("序列化字节数: " + baos.toByteArray().length);
// 典型输出：约 200 字节（只序列化 10 个元素）
// 如果序列化整个数组（10000 个位置），会是约 200000 字节

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总结

要点	说明
transient	标记不自动序列化的字段
自定义 writeObject/readObject	控制序列化行为
节省空间	只序列化非空数据

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相关链接

• ArrayList 实现
• HashMap 实现