Java 中的 transient 关键字：深入解析与实战

在 Java 编程中，transient 关键字是一个非常有用的工具，尤其是在处理对象序列化时。尽管 transient 关键字在日常开发中可能不常被使用，但了解它的作用和使用场景对于提升代码的安全性和性能至关重要。本文将深入探讨 transient 关键字的作用、使用方法以及一些注意事项。

1 `transient` 的作用及使用方法

在 Java 中，一个对象只要实现了 Serializable 接口，它就可以被序列化。然而，在实际开发过程中，我们常常会遇到这样的情况：一个类的某些字段需要序列化，而另一些字段则不需要。例如，用户的敏感信息（如密码、银行卡号等）为了安全起见，不希望在网络操作中传输或持久化到磁盘文件中。这时，我们就可以使用 transient 关键字来标记这些字段。

示例

public class TransientTest {public static void main(String[] args) {User user = new User();user.setUsername("沉默王二");user.setPasswd("123456");System.out.println("read before Serializable: ");System.out.println("username: " + user.getUsername());System.err.println("password: " + user.getPasswd());try {ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("user.txt"));os.writeObject(user); // 将User对象写进文件os.flush();os.close();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {ObjectInputStream is = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.txt"));user = (User) is.readObject(); // 从流中读取User的数据is.close();System.out.println("\nread after Serializable: ");System.out.println("username: " + user.getUsername());System.err.println("password: " + user.getPasswd());} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}class User implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 8294180014912103005L;  private String username;private transient String passwd;public String getUsername() {return username;}public void setUsername(String username) {this.username = username;}public String getPasswd() {return passwd;}public void setPasswd(String passwd) {this.passwd = passwd;}
}

输出结果：

read before Serializable:
username: 沉默王二
password: 123456 
read after Serializable:
username: 沉默王二
password: null

从输出结果可以看出，password 字段为 null，说明反序列化时根本没有从文件中获取到该字段的信息。

2 transient 使用小结

一旦字段被 transient 修饰，该成员变量将不再是对象持久化的一部分，该变量的值在序列化后无法访问。
transient 关键字只能修饰字段，而不能修饰方法和类。
被 transient 关键字修饰的字段不能被序列化，一个静态变量（static 关键字修饰）不管是否被 transient 修饰，均不能被序列化。

示例

public class TransientTest {public static void main(String[] args) {User user = new User();user.setUsername("沉默王二");user.setPasswd("123456");System.out.println("read before Serializable: ");System.out.println("username: " + user.getUsername());System.err.println("password: " + user.getPasswd());try {ObjectOutputStream os = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("user.txt"));os.writeObject(user); // 将User对象写进文件os.flush();os.close();} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}try {// 在反序列化之前改变username的值User.username = "沉默王三";ObjectInputStream is = new ObjectInputStream(new FileInputStream("user.txt"));user = (User) is.readObject(); // 从流中读取User的数据is.close();System.out.println("\nread after Serializable: ");System.out.println("username: " + user.getUsername());System.err.println("password: " + user.getPasswd());} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}class User implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 8294180014912103005L;  public static String username;private transient String passwd;public String getUsername() {return username;}public void setUsername(String username) {this.username = username;}public String getPasswd() {return passwd;}public void setPasswd(String passwd) {this.passwd = passwd;}
}

运行结果：

read before Serializable:
username: 沉默王二
password: 123456 
read after Serializable:
username: 沉默王三
password: null

从结果可以看出，username 字段在反序列化后变成了 沉默王三，这证明了 static 修饰的字段不能被序列化。

3 `transient` 修饰的字段真的不能被序列化？

思考下面的例子：

public class ExternalizableTest implements Externalizable {private transient String content = "是的，我将会被序列化，不管我是否被transient关键字修饰";@Overridepublic void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException {out.writeObject(content);}@Overridepublic void readExternal(ObjectInput in) throws IOException, ClassNotFoundException {content = (String) in.readObject();}public static void main(String[] args) throws Exception {ExternalizableTest et = new ExternalizableTest();ObjectOutput out = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream(new File("test")));out.writeObject(et);ObjectInput in = new ObjectInputStream(new FileInputStream(new File("test")));et = (ExternalizableTest) in.readObject();System.out.println(et.content);out.close();in.close();}
}

输出结果：

是的，我将会被序列化，不管我是否被transient关键字修饰

这是为什么呢？不是说 transient 关键字修饰的字段不能序列化吗？

这是因为我们使用了 Externalizable 接口而不是 Serializable 接口。在 Java 中，对象的序列化可以通过实现两种接口来实现：

Serializable 接口：所有的序列化将会自动进行。
Externalizable 接口：需要在 writeExternal 方法中指定要序列化的字段，与 transient 关键字修饰无关。

因此，例子中输出的是变量 content 的内容，而不是 null。

4 小结

transient 关键字用于修饰类的成员变量，在序列化对象时，被修饰的成员变量不会被序列化和保存到文件中。其作用是告诉 JVM 在序列化对象时不需要将该变量的值持久化，这样可以避免一些安全或者性能问题。但是，transient 修饰的成员变量在反序列化时会被初始化为其默认值（如 int 类型会被初始化为 0，引用类型会被初始化为 null），因此需要在程序中进行适当的处理。

transient 关键字和 static 关键字都可以用来修饰类的成员变量。其中，transient 关键字表示该成员变量不参与序列化和反序列化，而 static 关键字表示该成员变量是属于类的，不属于对象的，因此不需要序列化和反序列化。

在 Serializable 和 Externalizable 接口中，transient 关键字的表现也不同：

在 Serializable 中，transient 表示该成员变量不参与序列化和反序列化。
在 Externalizable 中，transient 不起作用，因为 Externalizable 接口需要实现 readExternal 和 writeExternal 方法，需要手动完成序列化和反序列化的过程。

通过深入理解 transient 关键字，我们可以更好地控制对象的序列化过程，从而提升代码的安全性和性能。