6.3 档案入库：File与对象序列化

6.3 档案入库：File 与对象序列化

本节摘要：File 是档案柜管理员——只管路径与元信息（存在否、大小、建删改名、列目录），不碰内容；内容读写要回到流。对象序列化把实现了 Serializable 资格证的对象按字节封套写入，反序列化原样拆封还原；serialVersionUID 是封套上的版本号，不一致会拆封失败。transient 字段不封存。本节过一遍 File 的元信息操作，完成一次对象的入柜与取回。

File 管什么、不管什么

新手最常见的误解是把 File 当"文件内容"——其实它只是路径的抽象：一个名字加一串元信息操作。它像档案柜管理员：告诉你某格有没有档案、档案多厚、柜子叫什么、里面有哪些格子，可以把档案改名、销毁、新建柜子，唯独不读不写档案内容——那是流的活：

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class FileDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        File dir = new File("registry");           // 一个柜子（目录）
        System.out.println("柜子存在吗：" + dir.exists());   // 首次运行 输出：false
        System.out.println("新建目录：" + dir.mkdirs());       // 输出：true（含父级一并创建）
        System.out.println("是目录吗：" + dir.isDirectory()); // 输出：true

        File doc = new File(dir, "a1.txt");        // 柜子里的一个档案
        System.out.println("档案存在吗：" + doc.exists());    // 输出：false
        System.out.println("新建空文件：" + doc.createNewFile());  // 输出：true
        System.out.println("档案大小：" + doc.length() + " 字节"); // 输出：0（空文件）

        // 列出柜子里的全部条目
        new File(dir, "a2.txt").createNewFile();
        String[] items = dir.list();
        for (String s : items) System.out.println("柜内条目：" + s);
        // 输出两行：a1.txt 与 a2.txt

        File renamed = new File(dir, "a1-renamed.txt");
        System.out.println("改名：" + doc.renameTo(renamed));  // 输出：true
        System.out.println("删除：" + renamed.delete());        // 输出：true
    }
}
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这套操作覆盖了"运行前检查环境"的常见需求：启动时确认数据目录存在、不存在就建；批量处理前列出目录下所有文件；写临时文件前判断重名。注意 File 不抛"找不到文件"的异常，用布尔返回值报告成败——这与流的行为不同（流找不到文件会抛受检异常，第 7 章的主角）。另外 delete 对非空目录返回失败：目录里有东西就删不掉，要递归先清空再删，这是个小坑。

序列化：把对象封进标准封套

集合和对象活在内存里，进程一退就没了。序列化把一个对象的状态（字段值）转成字节序列写出去；反序列化把字节序列还原成对象。用途三类：落盘持久化（今日快照明日还能读）、网络传输（对象变成字节才能上线）、深拷贝（先序列化再反序列化得到独立副本）。

入场的资格是 Serializable 接口——第 3 章发证科发的那张"可入库资格证"：没有任何方法的标记接口，实现了才允许序列化，否则运行时抛不可序列化异常。读写用对象流这对处理流：

import java.io.Serializable;

class ResidentCard implements Serializable {      // 持证：可入库
    private static final long serialVersionUID = 1L;   // 封套版本号 手动声明
    String name;
    int room;
    transient String tempNote;    // transient：临时便签 不封存

    ResidentCard(String name, int room, String note) {
        this.name = name; this.room = room; this.tempNote = note;
    }
    @Override public String toString() {
        return name + " 住 " + room + " 室（便签：" + tempNote + "）";
    }
}
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import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class SerialDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        File store = new File("card.bin");
        ResidentCard out = new ResidentCard("张三", 301, "周一交材料");

        try (ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(store))) {
            oos.writeObject(out);                  // 封套入库 整个对象状态写成字节
        }

        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream(store))) {
            ResidentCard in = (ResidentCard) ois.readObject();   // 拆封还原 需要强转
            System.out.println(in);
            // 输出：张三 住 301 室（便签：null）——transient 字段没有封存 拆封后是默认值
        }
        System.out.println("是同一个对象吗：" + (out == new ResidentCard("张三", 301, "")));
        // 输出：false 序列化产出的是内容相同的新对象
    }
}
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图 6-3 序列化入柜与拆封还原

版本号：拆封时的对暗号

serialVersionUID 是封套上的版本暗号。不手动声明时，编译器按类结构自动算一个——类一改（加个字段、加个方法），自动值就变，旧封套拆封立刻抛"无效类"异常：版本号不匹配。手动声明成固定值后，小的类变更（加字段）仍能拆旧封套，新字段取默认值。两种策略各有立场：需要兼容旧数据（长期落盘、跨版本传输）就手动声明并谨慎对待每次变更；确认数据只在同一版本内流转（缓存场景），自动版本号反而能在类变更后让旧缓存全部失效，避免读到陈旧结构。关键是知道这个机制存在、做有意识的选择，而不是被默认行为悄悄安排。

完整案例：背景：登记系统每日收市后把当日住户列表落盘，次日启动恢复继续办。操作：列表整体一次写入、一次读回——集合只要装的是可序列化元素，整表可封：

import java.io.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class SnapshotCase {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        List<ResidentCard> today = new ArrayList<>();
        today.add(new ResidentCard("张三", 301, "待补照片"));
        today.add(new ResidentCard("李四", 302, "已交材料"));

        try (ObjectOutputStream oos =
                 new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("snapshot.bin"))) {
            oos.writeObject(today);                 // 整表入柜 引用闭包自动带上每个元素
        }

        List<ResidentCard> restored;
        try (ObjectInputStream ois =
                 new ObjectInputStream(new FileInputStream("snapshot.bin"))) {
            restored = (List<ResidentCard>) ois.readObject();   // 拆封 恢复为列表
        }
        System.out.println("恢复条数：" + restored.size());       // 输出：恢复条数：2
        for (ResidentCard c : restored) System.out.println(c);
        // 输出两行 姓名房号完好 便签均为 null
    }
}
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结果：次日启动，列表从快照完整恢复（transient 便签除外）。解读：序列化的引用闭包特性在这里是福利——写一个列表等于写整张对象网；但反过来，若对象互相引用成环或引用了不可序列化的资源（比如打开的流、连接），序列化就会失败，这也是"资源句柄类字段标 transient"的原因。变式：若快照需要人类可读、可人工校对，改用文本格式（每行一条、按行读写，6.2 节的骨架）更合适；需要跨语言交换时用行业通用的结构化格式更稳——序列化的字节格式是 Java 私有的，别的语言读不懂，且不同版本运行环境间也可能有兼容差异，这是选型时必须权衡的一点。

本节要点回顾

• File 管元信息不管内容：存在、大小、目录、建删改名、列条目；内容读写靠流；操作用布尔返回值不抛"找不到"
• 序列化资格证 Serializable：标记接口无方法，不持证运行时抛不可序列化；字段引用的类型也要持证
• transient 与 static 都不封存：拆封后取默认值——敏感字段、缓存字段、资源句柄字段标 transient
• 版本号对暗号：serialVersionUID 手动声明可兼容小变更，自动生成则类一改旧封套全废；按数据寿命做有意识的选择
• 引用闭包整网入柜：序列化集合会连带全部元素；引用环与不可序列化资源是失败源

数据搬进搬出都齐了，最后一件事是给档案盖时间戳。下一节看日期时间：老 API 的月份从零数起、格式化类线程不安全这些历史包袱，以及新时间包怎么用"专人专管"把问题清干净。