当两个进程在进行远程通信时,彼此可以发送各种类型的数据。无论是何种类型的数据,都会以二进制序列的形式在网络上传送。发送方需要把这个对象转换为字节序列,才能在网络上传送;接收方则需要把字节序列再恢复为对象。
把对象转换为字节序列的过程称为对象的序列化。
把字节序列恢复为对象的过程称为对象的反序列化。
二、对象的序列化主要有两种用途:
1) 把对象的字节序列永久地保存到硬盘上,通常存放在一个文件中;
我们经常需要将对象的字段值保存到磁盘中,并在以后检索此数据。尽管不使用序列化也能完成这项工作,但这种方法通常很繁琐而且容易出错,并且在需要跟踪对象的层次结构时,会变得越来越复杂。可以想象一下编写包含大量对象的大型业务应用程序的情形,程序员不得不为每一个对象编写代码,以便将字段和属性保存至磁盘以及从磁 盘还原这些字段和属性。序列化提供了轻松实现这个目标的快捷方法。公共语言运行时 (CLR) 管理对象在内存中的分布,.NET 框架则通过使用反射提供自动的序列化机制。对象序列化后,类的名称、程序集以及类实例的所有数据成员均被写入存储媒体中。对象通常用成员变量来存储对其他实例的引用。类序列化后,序列化引擎将跟踪所有已序列化的引用对象,以确保同一对象不被序列化多次。.NET 框架所提供的序列化体系结构可以自动正确处理对象图表和循环引用。对对象图表的唯一要求是,由正在进行序列化的对象所引用的所有对象都必须标记为 Serializable(请参阅基 本序列化)。否则,当序列化程序试图序列化未标记的对象时将会出现异常。当反序列化已序列化的类时,将重新创建该类,并自动还原所有数据成员的值。
2) 在网络上传送对象的字节序列。
对象仅在创建对象的应用程序域中有效。除非对象是从MarshalByRefObject派生得到或标记为 Serializable,否则,任何将对象作为参数传递或将其作为结果返回的尝试都将失败。如果对象标记为 Serializable,则该对象将被自动序列化,并从一个应用程序域传输至另一个应用程序域,然后进行反序列化,从而在第二个应用程序域中产生出该对象的一个精确副本。此过程通常称为按值封送。如果对象是从MarshalByRefObject派生得到,则从一个应用程序域传递至另一个应用程序域的是对象引用,而不是对象本身。也可以将从MarshalByRefObject派生得到的对象标记为Serializable。远程使用此对象时,负责进行序列化并已预先配置为SurrogateSelector的格式化程序将控制序列化过程,并用一个代理替换所有从MarshalByRefObject派生得到的对象。如果没有预先配置为SurrogateSelector,序列化体系结构将遵从下面的标准序列化规则.
三、.NET提供了三种序列化方式
[1]、XML Serializer
[2]、SOAP Serializer
[3]、BinarySerializer
四、基本序列化
要使一个类可序列化,最简单的方法是使用 Serializable 属性对它进行标记,如下所示:
[Serializable]
public class MyObject
{
public int n1 = 0;
public int n2 = 0;
public String str = null;
}
[BinarySerializer]
将此类的一个实例序列化为一个文件:
MyObject obj = new MyObject();
obj.n1 = 1;
obj.n2 = 24;
obj.str = "一些字符串";
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
Stream stream = new FileStream("MyFile.bin", FileMode.Create,
FileAccess.Write, FileShare.None);
formatter.Serialize(stream, obj);
stream.Close();
反序列化:
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
Stream stream = new FileStream("MyFile.bin", FileMode.Open,
FileAccess.Read, FileShare.Read);
MyObject obj = (MyObject) formatter.Deserialize(fromStream);
stream.Close();
[XMLSerializer]
将此类的实例序列化成一个Xml文件.
XmlSerializer ser = new XmlSerializer(obj.GetType());
ser.Serialize(new FileStream(@"users.xml", FileMode.Create), obj);
反序列化:
XmlSerializer serializer = new XmlSerializer(Type.GetType("MyObject"));
MyObject my=(MyObject)serializer.Deserialize(new FileStream(@"users.xml",FileMode.Open));
说明:使用二进制格式化程序进行序列化。您只需创建一个要使用的流和格式化程序的实例,然后调用格式化程序的 Serialize 方法。流和要序列化的对象实例作为参数提供给此调用。类中的所有成员变量(甚至标记为 private 的变量)都将被序列化,但这一点在本例中未明确体现出来。在这一点上,二进制序列化不同于只序列化公共字段的 XML 序列化程序。将对象还原到它以前的状态也非常容易。首先,创建格式化程序和流以进行读取,然后让格式化程序对对象进行反序列化。
[SOAP Serializer]
如果要求具有可移植性,请使用 SoapFormatter。所要做的更改只是将以上代码中的BinaryFormatter换 SoapFormatter,而 Serialize 和 Deserialize 调用不变。
需要注意的是,Serializable属性并不能被继承。也就是说如果你希望Person的派生类也能够被Serialize的话,那么这个派生类也必须被Serializable标记。否则将得到SerializationException异常。
同样的,Person类中的所有对其他类的引用,其所引用的类都应该是能够被Serialize的。.NET Framework中的大部分class都实现了ISerializable接口,但有些class没有实现,例如ImageList。可以通过MSDN Library的到一个实现了ISerializable接口的class列表。对那些没有实现此接口的class,使用的时候要当心。
2、 实现ISerializable接口
Serializable属性的功能非常强大,它使得Serialize和Deserialize变得十分简单。但凡事有利必有弊,由Serializable实现的自动序列化方法有时不够灵活。我们并不能完全控制Serialize和Deserialize的行为,而有些时候它们的行为对我们来说很重要。那么我们通过何种方法能够控制Serialize和Deserialize的行为呢?答案就是,自己来实现ISerializable接口。ISerializable接口给予我们更大的自由来控制Serialize和Deserialize,但是无疑我们将不得不写更多的代码L。
下面我们来看看如何实现ISerializabe接口。ISerializable接口位于System.Runtime.Serialization名字空间中,声明如下:
public inferface ISerializable
{
void GetObjectData(SerializationInfo info,
StreamingContext context);
}
它只有一个方法GetObjectData。因此,像实现其他接口一样,我们必须实现此方法。但与其他接口不同的是,为了Deserialization,我们还必须实现一个特殊的构造函数(我称此构造函数为“序列化构造函数”),此构造函数具有与GetObjectData相同的参数列表。由于此构造函数专门用于.NET Framework在Deserialize时的Reflection机制,因此我们通常将它声明为保护或私有模式。如下:(当然,如果你的class只需要Serialize而不需要Deserialize的话,也可以不实现这个特殊的构造函数)
[Serializable]
public class Person : ISerializable
{
public string name = null;
public int age = 0;
public Person()
{
}
protected Person(SerializationInfo info, StreamingContext context)
{
name = info.GetString("name");
age = info.GetInt32("age");
}
void ISerializable.GetObjectData(SerializationInfo info,
StreamingContext context)
{
info.AddValue("name", name);
info.AddValue("age", age);
}
}
通过实现ISerializable接口,使得我们有机会在ISerializable.GetObjectData中控制Serialize的行为,在“序列化构造函数”中控制Deserialize的行为。这个接口提供给我们的信息非常全面而灵活,以致于我们甚至可以在这两个方法中耍些花招。比如,我们可以在Deserialize的时候,籍由改变info.FullTypeName来得到一种与被Serialize的对象不同类型的另一个对象等。
独辟蹊径
前面谈到过Serialization被运用的典型环境,是对象存储、进程间数据传递等涉及到对象持久性的领域。但实际上,它也能够被运用到其他的许多地方,关键在于我们是否能想到去用运Serialization,有时候思维定式也是很可怕的J。举个例子,我们来看看在Clone方法中如何使用Serialization[1]。
如果我们要为Person类实现Clone方法,我们通常会这样写:
[Serializable]
public class Person : ICloneable
{
public string name = null;
public int age = 0;
public object Clone()
{
Person person = new Person();
person.name = name;
person.age = age;
return person;
}
}
如果我们利用Serialization的方法,Clone函数就能写成下面的样子:
public object Clone()
{
MemoryStream stream = new MemoryStream();
BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(stream, this);
stream.Position = 0;
return formatter.Deserialize(stream);
}
从这两个实现上看,使用Serialization实现Clone方法似乎并没有什么好处。可是设想如果你面对的是一个复杂的类继承体系,从基类到派生类都需要实现Clone方法。利用第一种实作手法,你将不得不为每一个class写一个Clone方法,而且随着数据成员的增多,这个方法将越来越冗长,并且会由于数据成员的改变而引发错误(我曾经遇到过好几次,由于class中增加了成员变量,而Clone方法没有及时更新,导致运行时错误。呵呵,这种错误还很难调试)。现在你看到用Serialization实现的好处了吧?是的,我们只要在基类中将Clone方法声明为virtual,并用Serialization的方法实现之,然后保证基类和派生类都可以被Serialize,上面所有的麻烦不都迎刃而解了吗?
总结
现代软件项目中,无论何种项目都会或多或少地涉及到对象持久性的问题,.NET也不例外,无论是Windows Form、ASP.NET,还是Web Services,都需要处理对象持久性。而Serialization正是.NET为应对这个问题而给出的解法。
浙公网安备 33010602011771号