Javaシリアライズにおけるオブジェクトグラフの仕組みと実装例

オブジェクトグラフ(object graph)とは、あるオブジェクトが別のオブジェクトへの参照を保持しているときに、それらが相互につながったオブジェクトの集合のことです。Javaでは、シリアル化対象のオブジェクトが他のオブジェクトへの参照を持っている場合、JVM(Java仮想マシン)はその参照先のオブジェクトも自動的にシリアル化します。つまり、起点となるオブジェクトを1つ書き出すだけで、そこから参照でつながるすべてのオブジェクトがまとめて保存されるのです。

サンプルコード

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
class One implements Serializable{
    Two s2 = new Two();
}
class Two implements Serializable{
    Three s3 = new Three();
}
class Three implements Serializable{
    int i = 34;
    int j = 67;
}
public class Demo_Serialize{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        One s1 = new One();
        FileOutputStream my_fos = new FileOutputStream("abc.ser");
        ObjectOutputStream my_oos = new ObjectOutputStream(my_fos);
        my_oos.writeObject(s1);
        my_fos.close();
        my_oos.close();
        FileInputStream my_fis = new FileInputStream("abc.ser");
        ObjectInputStream my_ois = new ObjectInputStream(my_fis);
        One my_obj = (One) my_ois.readObject();
        my_fis.close();
        my_ois.close();
        System.out.println("Value of i after it is serialized is " + my_obj.s2.s3.i);
        System.out.println("Value of j after it is serialized is "+my_obj.s2.s3.j);
    }
}

実行結果

Value of i after it is serialized is 34
Value of j after it is serialized is 67

コードの解説

まず、「One」クラスがSerializableインターフェースを実装しており、その内部で「Two」クラスのインスタンス(s2)をフィールドとして保持しています。「Two」クラスも同様にSerializableインターフェースを実装し、さらにその中で「Three」クラスのインスタンス(s3)を保持しています。

「Three」クラスもSerializableインターフェースを実装しており、ここで2つのint型フィールド(iとj)が定義されています。これら3つのクラスによって、One → Two → Three という参照の連鎖、すなわちオブジェクトグラフが構成されています。

メインクラス「Demo_Serialize」のmainメソッドでは、最初に「One」クラスのインスタンスを生成し、FileOutputStreamとObjectOutputStreamを使用してオブジェクトをファイル「abc.ser」へ書き込みます。書き込みが完了したら、両方のストリームをクローズします。

続いて、FileInputStreamとObjectInputStreamを使って同じファイルからデータを読み込み、readObject()メソッドでデシリアライズを行います。読み込んだオブジェクトは「One」型にキャストされ、ストリームをクローズした後、復元されたオブジェクトのフィールド値(iとj)がコンソールに出力されます。

重要なポイント

この例からわかるように、「One」オブジェクトを1つシリアル化するだけで、その参照先である「Two」、さらにその先の「Three」まで、オブジェクトグラフ全体が自動的にシリアル化されています。これは、グラフに含まれるすべてのクラスがSerializableインターフェースを実装しているためです。

なお、もしオブジェクトグラフ内のどれか1つのクラスでもSerializableを実装していない場合、シリアル化の際にNotSerializableExceptionがスローされるので注意が必要です。