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Java序列化 ObjectInputStream源码解析
阅读量:5908 次
发布时间:2019-06-19

本文共 32964 字,大约阅读时间需要 109 分钟。

上一篇讲了类的序列化,今天要讲类的反序列化,ObjectInputStream。

从内部变量中我们可以看出,内部包含一个块输入流,因为有handle机制所以也有一个内部缓存表但不是hash表

/** 处理数据块转换的过滤流 */    private final BlockDataInputStream bin;    /** 确认调用返回列表 */    private final ValidationList vlist;    /** 递归深度 */    private long depth;    /** 对任何种类的对象、类、枚举、代理的引用总数 */    private long totalObjectRefs;    /** 流是否关闭 */    private boolean closed;    /** 线柄->obj/exception映射 */    private final HandleTable handles;    /** 传递句柄值上下调用栈的草稿区 */    private int passHandle = NULL_HANDLE;    /** 当在字段值末尾因没有TC_ENDBLOCKDATA阻塞时设置的标志 */    private boolean defaultDataEnd = false;    /** b读取原始字段值的缓冲区 */    private byte[] primVals;    /** 如果为true,调用readObjectOverride()来替代readObject() */    private final boolean enableOverride;    /** if true, invoke resolveObject()如果为true调用resolveObject() */    private boolean enableResolve;    /**     * 向上调用类定义的readObject方法期间的上下文,保持当前在被反序列化的对象和当前类的描述符。非readObject向上调用期间为null。     */    private SerialCallbackContext curContext;    /**     * 类描述符过滤器和从流中读取的类,可能是null     */    private ObjectInputFilter serialFilter;

从构造函数中可以看出,同样需要验证类的安全性,同时在初始化时会自动读取Java序列化头部信息。跟输出流一样,预留了一个生成全空的类输入流初始化方法,用于继承ObjectInputStream的子类进行重写。安全验证和输出流中是相同的,而读取头部信息需要读取魔数和版本号并验证与当前JDK中的是否一致。当然,如果两端使用的JDK中这个类版本号不一致就会出现异常。

/**     * 创建一个ObjectInputStream从指定的InputStream中读取。一个序列化流头部从这个流读取和验证。这个构造器会阻塞直到对应的ObjectOutputStream已经写并刷新了头部。     * 如果安装了安全管理器,这个构造器会在被重写了ObjectInputStream.readFields或ObjectInputStream.readUnshared的子类构造器     * 直接或间接调用的时候检查enableSubclassImplementation序列化许可     *     * @param   in input stream to read from     * @throws  StreamCorruptedException 如果流头部错误     * @throws  IOException 在读取流头部是发生了IO错误     * @throws  SecurityException 如果不被信任的子类非法重写了安全敏感方法     * @throws  NullPointerException 如果in是null     */    public ObjectInputStream(InputStream in) throws IOException {        verifySubclass();        bin = new BlockDataInputStream(in);        handles = new HandleTable(10);        vlist = new ValidationList();        serialFilter = ObjectInputFilter.Config.getSerialFilter();        enableOverride = false;        readStreamHeader();        bin.setBlockDataMode(true);    }    protected ObjectInputStream() throws IOException, SecurityException {        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();        if (sm != null) {            sm.checkPermission(SUBCLASS_IMPLEMENTATION_PERMISSION);        }        bin = null;        handles = null;        vlist = null;        serialFilter = ObjectInputFilter.Config.getSerialFilter();        enableOverride = true;    }    protected void readStreamHeader()        throws IOException, StreamCorruptedException    {        short s0 = bin.readShort();        short s1 = bin.readShort();        if (s0 != STREAM_MAGIC || s1 != STREAM_VERSION) {            throw new StreamCorruptedException(                String.format("invalid stream header: %04X%04X", s0, s1));        }    }

下面直接切入正题,来看一下readObject,读和写一样也是final方法,所以子类要重写必须通过readObjectOverride方法来完成。如果类里面定义了非基本数据类型变量,需要进行嵌套读取,outerHandle用来存储上一层读取对象的句柄,然后调用readObject0读取生成对象。完成之后要记录句柄依赖,并检查有无异常产生。最上层读取完成之后要发起回调。

public final Object readObject()        throws IOException, ClassNotFoundException    {        if (enableOverride) {            return readObjectOverride();//因为是final方法,子类要重写只能通过这里        }        // 如果是嵌套读取,passHandle包含封闭对象的句柄        int outerHandle = passHandle;        try {            Object obj = readObject0(false);            handles.markDependency(outerHandle, passHandle);//记录句柄依赖            ClassNotFoundException ex = handles.lookupException(passHandle);            if (ex != null) {                throw ex;            }            if (depth == 0) {                vlist.doCallbacks();//最上层调用的读取完成后,发起回调            }            return obj;        } finally {            passHandle = outerHandle;            if (closed && depth == 0) {                clear();//最上层调用退出时清除调用返回列表和句柄缓存            }        }    }

readObject0必须在块输入流内为空也就是上一次反序列化完全结束后才能开始,否则会抛出异常。首先,从流中读取一个标志位,判断当前下一个内容是什么类型,上次我们讲到过,输出的时候都会先输出TC_OBJECT,所以在默认情况下也是先读取到TC_OBJECT,也就是先执行readOrdinaryObject

private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException {        boolean oldMode = bin.getBlockDataMode();        if (oldMode) {//之前是块输入模式且有未消费的数据会抛出异常            int remain = bin.currentBlockRemaining();            if (remain > 0) {                throw new OptionalDataException(remain);            } else if (defaultDataEnd) {                /*                 * 流当前在字段值通过默认序列化块写的末尾,因为没有终止TC_ENDBLOCKDATA标记,模拟通常数据结尾的行为                 */                throw new OptionalDataException(true);            }            bin.setBlockDataMode(false);        }        byte tc;        while ((tc = bin.peekByte()) == TC_RESET) {//读到流reset标志            bin.readByte();//消耗缓存的字节            handleReset();//depth为0时执行clear方法,否则抛出异常        }        depth++;//增加递归深度        totalObjectRefs++;//增加引用对象数        try {            switch (tc) {                case TC_NULL:                    return readNull();                case TC_REFERENCE:                    return readHandle(unshared);                case TC_CLASS:                    return readClass(unshared);                case TC_CLASSDESC:                case TC_PROXYCLASSDESC:                    return readClassDesc(unshared);                case TC_STRING:                case TC_LONGSTRING:                    return checkResolve(readString(unshared));                case TC_ARRAY:                    return checkResolve(readArray(unshared));                case TC_ENUM:                    return checkResolve(readEnum(unshared));                case TC_OBJECT:                    return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared));//一般会先进入这里                case TC_EXCEPTION:                    IOException ex = readFatalException();                    throw new WriteAbortedException("writing aborted", ex);                case TC_BLOCKDATA:                case TC_BLOCKDATALONG:                    if (oldMode) {                        bin.setBlockDataMode(true);                        bin.peek();             // force header read                        throw new OptionalDataException(                            bin.currentBlockRemaining());                    } else {                        throw new StreamCorruptedException(                            "unexpected block data");                    }                case TC_ENDBLOCKDATA:                    if (oldMode) {                        throw new OptionalDataException(true);                    } else {                        throw new StreamCorruptedException(                            "unexpected end of block data");                    }                default:                    throw new StreamCorruptedException(                        String.format("invalid type code: %02X", tc));            }        } finally {            depth--;            bin.setBlockDataMode(oldMode);        }    }

readOrdinaryObject是读取一个自定义类最上层直接调用的方法。几个关键的点,首先是要读取类的描述信息,然后根据类描述符创建一个实例,将对象实例存储到句柄缓存中并将句柄存储到passHandle,然后读取内部变量数据,最后检查有没有替换对象

private Object readOrdinaryObject(boolean unshared)        throws IOException    {        if (bin.readByte() != TC_OBJECT) {            throw new InternalError();        }        ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);//读取类描述信息        desc.checkDeserialize();        Class
cl = desc.forClass(); if (cl == String.class || cl == Class.class || cl == ObjectStreamClass.class) { throw new InvalidClassException("invalid class descriptor"); } Object obj; try { obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null;//根据类描述新建一个实例 } catch (Exception ex) { throw (IOException) new InvalidClassException( desc.forClass().getName(), "unable to create instance").initCause(ex); } passHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : obj);//将对象存储到句柄缓存中 ClassNotFoundException resolveEx = desc.getResolveException(); if (resolveEx != null) { handles.markException(passHandle, resolveEx); } //读取序列化内部变量数据 if (desc.isExternalizable()) { readExternalData((Externalizable) obj, desc); } else { readSerialData(obj, desc); } handles.finish(passHandle);//标记句柄对应的对象读取完成 if (obj != null && handles.lookupException(passHandle) == null && desc.hasReadResolveMethod())//存在替换对象 { Object rep = desc.invokeReadResolve(obj); if (unshared && rep.getClass().isArray()) { rep = cloneArray(rep); } if (rep != obj) { // Filter the replacement object if (rep != null) { if (rep.getClass().isArray()) { filterCheck(rep.getClass(), Array.getLength(rep)); } else { filterCheck(rep.getClass(), -1); } } handles.setObject(passHandle, obj = rep); } } return obj; }

那么先来看下怎么读取类的描述信息readClassDesc,从上面方法的case中不能分析出,在没有发生异常使用的情况下,此时的case只会进入TC_PROXYCLASSDESC或者TC_CLASSDESC也就是动态代理类的描述符合普通类的描述符。对于readProxyDesc读取并返回一个动态代理类的类描述符,而readNonProxyDesc则是返回一个普通类的描述符,两个方法都会设置passHandle到动态类描述符的设置句柄。如果类描述符不能被解析为本地虚拟机中的一个类,一个ClassNotFoundException会被关联到描述符的句柄中。关于动态代理和反射的部分下次要再仔细看一下。不过这里又是读取类描述,又是安全检查还有类合法性检查,跟直接在读取端指定类相比额外多出很多开销。

private ObjectStreamClass readClassDesc(boolean unshared)        throws IOException    {        byte tc = bin.peekByte();        ObjectStreamClass descriptor;        switch (tc) {            case TC_NULL:                descriptor = (ObjectStreamClass) readNull();                break;            case TC_REFERENCE:                descriptor = (ObjectStreamClass) readHandle(unshared);                break;            case TC_PROXYCLASSDESC:                descriptor = readProxyDesc(unshared);                break;            case TC_CLASSDESC:                descriptor = readNonProxyDesc(unshared);                break;            default:                throw new StreamCorruptedException(                    String.format("invalid type code: %02X", tc));        }        if (descriptor != null) {            validateDescriptor(descriptor);        }        return descriptor;    }        private ObjectStreamClass readProxyDesc(boolean unshared)        throws IOException    {        if (bin.readByte() != TC_PROXYCLASSDESC) {            throw new InternalError();        }        ObjectStreamClass desc = new ObjectStreamClass();        int descHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : desc);//添加描述符到句柄缓存中        passHandle = NULL_HANDLE;        int numIfaces = bin.readInt();//接口实现类数量        if (numIfaces > 65535) {            throw new InvalidObjectException("interface limit exceeded: "                    + numIfaces);        }        String[] ifaces = new String[numIfaces];        for (int i = 0; i < numIfaces; i++) {            ifaces[i] = bin.readUTF();//读取接口名        }        Class
cl = null; ClassNotFoundException resolveEx = null; bin.setBlockDataMode(true); try { if ((cl = resolveProxyClass(ifaces)) == null) { resolveEx = new ClassNotFoundException("null class"); } else if (!Proxy.isProxyClass(cl)) { throw new InvalidClassException("Not a proxy"); } else { //这个检查等价于isCustomSubclass ReflectUtil.checkProxyPackageAccess( getClass().getClassLoader(), cl.getInterfaces()); // Filter the interfaces过滤接口 for (Class
clazz : cl.getInterfaces()) { filterCheck(clazz, -1); } } } catch (ClassNotFoundException ex) { resolveEx = ex; } // Call filterCheck on the class before reading anything else filterCheck(cl, -1); skipCustomData(); try { totalObjectRefs++; depth++; desc.initProxy(cl, resolveEx, readClassDesc(false));//初始化类描述符 } finally { depth--; } handles.finish(descHandle); passHandle = descHandle; return desc; } private ObjectStreamClass readNonProxyDesc(boolean unshared) throws IOException { if (bin.readByte() != TC_CLASSDESC) { throw new InternalError(); } ObjectStreamClass desc = new ObjectStreamClass(); int descHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : desc);//将描述符存储到句柄缓存中,返回句柄值 passHandle = NULL_HANDLE; ObjectStreamClass readDesc = null; try { readDesc = readClassDescriptor(); } catch (ClassNotFoundException ex) { throw (IOException) new InvalidClassException( "failed to read class descriptor").initCause(ex); } Class
cl = null; ClassNotFoundException resolveEx = null; bin.setBlockDataMode(true); final boolean checksRequired = isCustomSubclass(); try { if ((cl = resolveClass(readDesc)) == null) {//通过类描述解析类 resolveEx = new ClassNotFoundException("null class"); } else if (checksRequired) { ReflectUtil.checkPackageAccess(cl); } } catch (ClassNotFoundException ex) { resolveEx = ex; } // Call filterCheck on the class before reading anything else filterCheck(cl, -1); skipCustomData(); try { totalObjectRefs++; depth++; desc.initNonProxy(readDesc, cl, resolveEx, readClassDesc(false));//初始化类描述符 } finally { depth--; } handles.finish(descHandle); passHandle = descHandle; return desc; }

接下来是读取序列化内部变量数据,由于readExternalData除了一些安全性的判断外,直接调用了类中的方法,所以就不看了,直接看readSerialData中默认的读取数据部分defaultReadFields。注意到基本数据类型可以直接通过字节输入流来进行读取,而非基本数据类型则需要递归调用readObject0来读取。

private void defaultReadFields(Object obj, ObjectStreamClass desc)        throws IOException    {        Class
cl = desc.forClass(); if (cl != null && obj != null && !cl.isInstance(obj)) { throw new ClassCastException(); } int primDataSize = desc.getPrimDataSize(); if (primVals == null || primVals.length < primDataSize) { primVals = new byte[primDataSize];//第一次进行需要初始化缓冲区,缓冲区不足时需要新建一个更大的缓冲区 } bin.readFully(primVals, 0, primDataSize, false);//将字节流读取到缓冲区 if (obj != null) {//从readSerialData进入这个方法时obj为null desc.setPrimFieldValues(obj, primVals); } int objHandle = passHandle; ObjectStreamField[] fields = desc.getFields(false); Object[] objVals = new Object[desc.getNumObjFields()]; int numPrimFields = fields.length - objVals.length; for (int i = 0; i < objVals.length; i++) { ObjectStreamField f = fields[numPrimFields + i]; objVals[i] = readObject0(f.isUnshared());//递归读取非基本数据类型类 if (f.getField() != null) { handles.markDependency(objHandle, passHandle);//记录依赖 } } if (obj != null) { desc.setObjFieldValues(obj, objVals); } passHandle = objHandle; }

然后看一下其他非基本数据类的读取。readNull读取null代码并将句柄设置为NULL_HANDLE,readString读取UTF编码,readArray需要先读取数组长度,然后根据类的类型进行读取。

private Object readNull() throws IOException {        if (bin.readByte() != TC_NULL) {            throw new InternalError();        }        passHandle = NULL_HANDLE;        return null;    }    private String readString(boolean unshared) throws IOException {        String str;        byte tc = bin.readByte();        switch (tc) {            case TC_STRING:                str = bin.readUTF();                break;            case TC_LONGSTRING:                str = bin.readLongUTF();                break;            default:                throw new StreamCorruptedException(                    String.format("invalid type code: %02X", tc));        }        passHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : str);        handles.finish(passHandle);        return str;    }    private Object readArray(boolean unshared) throws IOException {        if (bin.readByte() != TC_ARRAY) {            throw new InternalError();        }        ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);        int len = bin.readInt();        filterCheck(desc.forClass(), len);        Object array = null;        Class
cl, ccl = null; if ((cl = desc.forClass()) != null) { ccl = cl.getComponentType(); array = Array.newInstance(ccl, len); } int arrayHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : array); ClassNotFoundException resolveEx = desc.getResolveException(); if (resolveEx != null) { handles.markException(arrayHandle, resolveEx); } if (ccl == null) { for (int i = 0; i < len; i++) { readObject0(false); } } else if (ccl.isPrimitive()) { if (ccl == Integer.TYPE) { bin.readInts((int[]) array, 0, len); } else if (ccl == Byte.TYPE) { bin.readFully((byte[]) array, 0, len, true); } else if (ccl == Long.TYPE) { bin.readLongs((long[]) array, 0, len); } else if (ccl == Float.TYPE) { bin.readFloats((float[]) array, 0, len); } else if (ccl == Double.TYPE) { bin.readDoubles((double[]) array, 0, len); } else if (ccl == Short.TYPE) { bin.readShorts((short[]) array, 0, len); } else if (ccl == Character.TYPE) { bin.readChars((char[]) array, 0, len); } else if (ccl == Boolean.TYPE) { bin.readBooleans((boolean[]) array, 0, len); } else { throw new InternalError(); } } else { Object[] oa = (Object[]) array; for (int i = 0; i < len; i++) { oa[i] = readObject0(false); handles.markDependency(arrayHandle, passHandle); } } handles.finish(arrayHandle); passHandle = arrayHandle; return array; }

readHandle方法从缓存中寻找该对象

private Object readHandle(boolean unshared) throws IOException {        if (bin.readByte() != TC_REFERENCE) {            throw new InternalError();        }        passHandle = bin.readInt() - baseWireHandle;//因为写的时候handle值加上了baseWireHandle        if (passHandle < 0 || passHandle >= handles.size()) {            throw new StreamCorruptedException(                String.format("invalid handle value: %08X", passHandle +                baseWireHandle));        }        if (unshared) {            // REMIND: what type of exception to throw here?            throw new InvalidObjectException(                "cannot read back reference as unshared");        }        Object obj = handles.lookupObject(passHandle);//缓存中寻找该对象        if (obj == unsharedMarker) {            // REMIND: what type of exception to throw here?            throw new InvalidObjectException(                "cannot read back reference to unshared object");        }        filterCheck(null, -1);       // just a check for number of references, depth, no class检查引用数量,递归深度,是否有这个类        return obj;    }

BlockDataInputStream

跟输出时相同,对象输入流也使用的是块输入流,输入流有两个模式:默认模式下,输入数据写入的格式和DataOutputStream相同;在块数据模式,输入的数据被块数据标记归为一类。逻辑上来说,读和写应该是相对应的,主要是要判断读取到的头部信息,然后根据不同的信息来读取实际信息。有些跟输出部分非常重复的就跳过了

内部变量主要需要注意两个不同的输入流,din是块输入流,in是取数输入流,in中的下层输入流是最初在构造ObjectInputStream中传入的变量,所以通常是FileInputStream。

/** maximum data block length最大数据块长度1K */        private static final int MAX_BLOCK_SIZE = 1024;        /** maximum data block header length最大数据块头部长度 */        private static final int MAX_HEADER_SIZE = 5;        /** (tunable) length of char buffer (for reading strings)可调节的字符缓冲的长度作为供读取的字符串 */        private static final int CHAR_BUF_SIZE = 256;        /** readBlockHeader() return value indicating header read may block readBlockHeader()返回的值指示头部可能阻塞 */        private static final int HEADER_BLOCKED = -2;        /** buffer for reading general/block data读取一般/块数据的缓冲区 */        private final byte[] buf = new byte[MAX_BLOCK_SIZE];        /** buffer for reading block data headers读取块数据头部的缓冲区 */        private final byte[] hbuf = new byte[MAX_HEADER_SIZE];        /** char buffer for fast string reads快速字符串读取的字符缓冲区 */        private final char[] cbuf = new char[CHAR_BUF_SIZE];        /** block data mode块数据模式 */        private boolean blkmode = false;        // block data state fields; values meaningful only when blkmode true块数据状态字段,这些值仅在blkmode为true时有意义        /** current offset into buf当前进入buf的偏移 */        private int pos = 0;        /** end offset of valid data in buf, or -1 if no more block data buf中有效值的结束偏移,没有更多块数据buf时为-1 */        private int end = -1;        /** number of bytes in current block yet to be read from stream 在当前block中还没有从流中读取的字节数 */        private int unread = 0;        /** underlying stream (wrapped in peekable filter stream) 下层流包装在可见过滤流中 */        private final PeekInputStream in;        /** loopback stream (for data reads that span data blocks) 回路流用于扩展数据块的数据读取 */        private final DataInputStream din;

构造函数就是初始化两个流变量

BlockDataInputStream(InputStream in) {            this.in = new PeekInputStream(in);            din = new DataInputStream(this);        }

setBlockDataMode将块数据模式设为给定的模式,true是打开,off是关闭,并返回之前的模式值。如果新的模式和旧模式一样,什么都不做。如果块数据模式从打开被改为关闭时有未消费的块数据还留在流中,会抛出IllegalStateException

boolean setBlockDataMode(boolean newmode) throws IOException {            if (blkmode == newmode) {                return blkmode;            }            if (newmode) {//从关闭到打开,重置块数据参数状态                pos = 0;                end = 0;                unread = 0;            } else if (pos < end) {//从打开到关闭且有未消费的块数据                throw new IllegalStateException("unread block data");            }            blkmode = newmode;            return !blkmode;        }

skipBlockData如果在块数据模式,跳跃到数据块的当前组的末尾但不会取消块数据模式。如果不在块数据模式,抛出IllegalStateException。这个方法调用了refill,refill用块数据再装满内部缓冲区。任何buf中的数据在调用这个方法时被认为是已经被消费了。设置pos、end、unread字段值来反映有效块数据的数量。如果流中的下一个元素不是一个数据块,设置pos=0和unread=0,end=-1

void skipBlockData() throws IOException {            if (!blkmode) {                throw new IllegalStateException("not in block data mode");            }            while (end >= 0) {                refill();            }        }        private void refill() throws IOException {            try {                do {                    pos = 0;                    if (unread > 0) {//当前block中还有未读取的字节                        int n =                            in.read(buf, 0, Math.min(unread, MAX_BLOCK_SIZE));//读取unread和最大数据块长度中的较小值的数据到buf中                        if (n >= 0) {                            end = n;//end为读取到的字节数                            unread -= n;//当前block中还没读取的字节减少n                        } else {                            throw new StreamCorruptedException(                                "unexpected EOF in middle of data block");                        }                    } else {                        int n = readBlockHeader(true);                        if (n >= 0) {                            end = 0;                            unread = n;                        } else {                            end = -1;                            unread = 0;                        }                    }                } while (pos == end);//成功读取到数据就会退出循环            } catch (IOException ex) {//出现异常说明下一个元素不是数据块                pos = 0;                end = -1;                unread = 0;                throw ex;            }        }

readBlockHeader尝试读取下一个块数据头部。如果canBlock是false并且一个完整的头部没有阻塞时不能被读取,返回HEADER_BLOCKED。否则如果流中下一个元素是一个块数据头部,返回头部标识的这个块数据的长度,否则返回-1

private int readBlockHeader(boolean canBlock) throws IOException {            if (defaultDataEnd) {                /*                 * 流当前在一个字段值块通过默认序列化写入的末尾。因为没有终点TC_ENDBLOCKDATA标志,                 * 明确地模仿常规数据结束行为。                 */                return -1;            }            try {                for (;;) {                    int avail = canBlock ? Integer.MAX_VALUE : in.available();//可以阻塞时avail是最大整数,不能阻塞时是流中能读取的字节数                    if (avail == 0) {                        return HEADER_BLOCKED;//没有可读取的字节数时返回HEADER_BLOCKED                    }                    int tc = in.peek();//从流中取数                    switch (tc) {                        case TC_BLOCKDATA://第二个字节是块数据长度                            if (avail < 2) {                                return HEADER_BLOCKED;                            }                            in.readFully(hbuf, 0, 2);                            return hbuf[1] & 0xFF;                        case TC_BLOCKDATALONG://块字节长度需要4个字节来表示                            if (avail < 5) {                                return HEADER_BLOCKED;                            }                            in.readFully(hbuf, 0, 5);                            int len = Bits.getInt(hbuf, 1);//位运算获取后4位的整数值                            if (len < 0) {                                throw new StreamCorruptedException(                                    "illegal block data header length: " +                                    len);                            }                            return len;                        /*                         * TC_RESET可能发生在数据块之间。不幸的是,这个状况必须在比其他类型标志更低的级别被解析,                         * 因为原始数据读取可能跨越被TC_RESET分割的数据块                         */                        case TC_RESET:                            in.read();//跳过这个头部                            handleReset();//重置                            break;                        default:                            if (tc >= 0 && (tc < TC_BASE || tc > TC_MAX)) {                                throw new StreamCorruptedException(                                    String.format("invalid type code: %02X",                                    tc));                            }                            return -1;                    }                }            } catch (EOFException ex) {                throw new StreamCorruptedException(                    "unexpected EOF while reading block data header");            }        }

单个字节的read和peek都是基于refill来完成的,而read多字节时,最大不能超过缓冲区内剩余的字节,如果copy为true,需要先将字节读取到一个内部缓冲区再复制到目标数组,又增加开销。

int read(byte[] b, int off, int len, boolean copy) throws IOException {            if (len == 0) {                return 0;            } else if (blkmode) {                if (pos == end) {                    refill();                }                if (end < 0) {                    return -1;                }                int nread = Math.min(len, end - pos);//最大不超过缓冲区内剩余的字节                System.arraycopy(buf, pos, b, off, nread);                pos += nread;                return nread;            } else if (copy) {//copy模式先将数据读取到一个缓冲区,再从缓冲区复制到目标数组                int nread = in.read(buf, 0, Math.min(len, MAX_BLOCK_SIZE));                if (nread > 0) {                    System.arraycopy(buf, 0, b, off, nread);                }                return nread;            } else {                return in.read(b, off, len);            }        }

readFully循环调用read直到达到要读取的字节数,如果不足会抛出EOFException

public void readFully(byte[] b, int off, int len, boolean copy)            throws IOException        {            while (len > 0) {                int n = read(b, off, len, copy);                if (n < 0) {                    throw new EOFException();                }                off += n;                len -= n;            }        }

HandleTable

比起输入流来,输入流的缓存表多了一个HandleList[] deps用来存储依赖,HandleList可以理解为一个简易版的ArrayList,当数组被填满再次增加元素的时候,自动分配一个新的2倍大小的数组,把旧的元素复制过去再插入新的。另外两个数组,Object[] entries存储对象或异常,byte[] status存储对象的状态。并且这个缓存表并没有使用hash,它是依靠ObjectInputStream中的passHandle来获取位置的。

/** array mapping handle -> object status 句柄->对象状态的数组映射*/        byte[] status;        /** array mapping handle -> object/exception (depending on status) */        Object[] entries;        /** array mapping handle -> list of dependent handles (if any) */        HandleList[] deps;        /** lowest unresolved dependency 最低的未解决依赖*/        int lowDep = -1;        /** number of handles in table */        int size = 0;

从assign我们可以看到,对象和它的状态(默认为UNKNOWN)被顺序存储到了数组中,并返回下标值

int assign(Object obj) {            if (size >= entries.length) {                grow();            }            status[size] = STATUS_UNKNOWN;            entries[size] = obj;            return size++;        }

关于deps这个数组到底是干什么的,我们可以一步步来分析。首先,寻找deps在HandleTable中被修改的地方,除了构造时初始化以外,finish中deps对应状态为UNKNOWN状态的全部被设为NULL,clear当中deps全部为设为null,grow当中新建了一个大小是原本2倍加1的deps数组并复制了原有内容来取代之前的数组,这些都不足以分析它的用途,关键在markDependency和markException两个方法中。首先markException我们可以看到所有调用都是发生在出现ClassNotFoundException的时候,传入的参数是这个类的handle值和异常。markDependency关联一个ClassNotFoundException和当前活动句柄并传播它到其他合适的引用对象。这个特定的句柄必须是打开的。简单的来说,如果一个类解析失败,那么添加到entries缓存里的对象会是一个异常,它对应的status为STATUS_EXCEPTION

void markException(int handle, ClassNotFoundException ex) {            switch (status[handle]) {                case STATUS_UNKNOWN:                    status[handle] = STATUS_EXCEPTION;//标记当前对象状态为异常                    entries[handle] = ex;//修改缓存中的对象为异常                    // propagate exception to dependents传播异常给依赖                    HandleList dlist = deps[handle];                    if (dlist != null) {                        int ndeps = dlist.size();                        for (int i = 0; i < ndeps; i++) {                            markException(dlist.get(i), ex);//递归传播依赖列表内的所有对象                        }                        deps[handle] = null;//清除依赖表中的对象,因为只要再有对象关联到相同类它必然是会从缓存中获取异常,不再需要依赖表项                    }                    break;                case STATUS_EXCEPTION:                    break;                default:                    throw new InternalError();            }        }

再来看一下markDependency的调用,一处是在readObject调用readObject0之后,传入参数是上一层对象的句柄和本层对象的句柄;一处是在readArray中读取非基本数据类型调用readObject0之后,传入参数也是上一层对象的句柄和本层对象的句柄;一处是在defaultReadFields中递归读取非基本数据类中,传入参数也是上一层对象的句柄和本层对象的句柄。总之,根据上面这几个例子再结合方法的注释,我们可以推测出这里deps的作用是在一层层读取对象时,比如自定义类中又又自定义类,记录下一层指向上一层的关系,用来传递异常状态。很明显,从代码中可以看出,在存在依赖双方的情况下,如果上一层状态是UNKNOWN,下一层状态是EXCEPTION,则从依次向上将整个依赖表上所有的状态全部置为EXCEPTION,如果下一层也是UNKNOWN状态,则在下一层的依赖表中增加上一层的句柄,并将未知状态最底层设为target。如果上一层状态是OK,则出现InternalError,因为上一层的句柄已经被关闭,不能再增加对它依赖的对象。

void markDependency(int dependent, int target) {            if (dependent == NULL_HANDLE || target == NULL_HANDLE) {                return;            }            switch (status[dependent]) {                case STATUS_UNKNOWN:                    switch (status[target]) {                        case STATUS_OK:                            // ignore dependencies on objs with no exception忽略没有异常的对象上依赖                            break;                        case STATUS_EXCEPTION:                            // eagerly propagate exception急切传播的异常                            markException(dependent,                                (ClassNotFoundException) entries[target]);//如果依赖是未知状态也需将它们改为异常状态                            break;                        case STATUS_UNKNOWN:                            // add to dependency list of target增加到依赖目标列表                            if (deps[target] == null) {                                deps[target] = new HandleList();                            }                            deps[target].add(dependent);                            // remember lowest unresolved target seen记录被看见最低的未解决目标                            if (lowDep < 0 || lowDep > target) {                                lowDep = target;                            }                            break;                        default:                            throw new InternalError();                    }                    break;                case STATUS_EXCEPTION:                    break;                default:                    throw new InternalError();            }        }

finish是关闭句柄,是唯一可以将状态设为STATUS_OK的方法,标记给出的句柄为结束状态,说明这个句柄不会有新的依赖标记。调用设置和结束方法必须以后进先出的顺序。必须要handle之前不存在无法确认的状态才能修改状态为OK

void finish(int handle) {            int end;            if (lowDep < 0) {                // 没有还没处理的未知状态,只需要解决当前句柄                end = handle + 1;            } else if (lowDep >= handle) {                // handle之后存在还没有处理的未知状态,但上层句柄都已经解决了                end = size;                lowDep = -1;            } else {                // handle之前还有没有处理的向前引用,还不能解决所有对象                return;            }            // change STATUS_UNKNOWN -> STATUS_OK in selected span of handles            for (int i = handle; i < end; i++) {                switch (status[i]) {                    case STATUS_UNKNOWN:                        status[i] = STATUS_OK;                        deps[i] = null;                        break;                    case STATUS_OK:                    case STATUS_EXCEPTION:                        break;                    default:                        throw new InternalError();                }            }        }

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