浅析.NET中的Serialization

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2021-11-05 01:40 193阅读 0赞

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**Serialization的概念**  
  
  
Serialization 是.NET中一种实现对象持久性（Persistent）的机制。它是一个将对象中的数据转换成一个单一元素（通常是Stream）的过程。它的逆过程是 Deserialization。Serialization的核心概念是将一个对象的所有数据看作一个独立的单元。  
  
一般说来， 在两种情况下非常需要Serialization：1）当我们希望能够将对象当前的状态完整地保存到存储介质中，以便我们以后能够精确地还原对象时；2） 当我们希望将对象从一个应用程序空间（Application domain）传递到另一个应用程序空间时。例如，Windows Form程序就是利用Serialization机制来实现剪贴板的copy & paste的。  
  
.NET Framework支持两种类型的Serialization：Shallow Serialization和Deep Serialization。  
  
 所谓Shallow Serialization是将对象的可读写（read-write）属性的值转换成字节流，而对象内部的数据（没有通过read-write属性暴露出 来的数据）则不被转换。XmlSerializer以及Web Services就使用这种技术。  
  
Deep Serialization比Shallow Serialization更加彻底，因为它是将存储在对象私有变量里的实际值拷贝到字节流里。而且Deep Serialization还将serialize整个object graph。也就是说，如果你的对象持有其他对象的引用，或者其他对象引用的集合，那么所有这些对象都将被Serialize。 BinaryFormatter和SoapFormatter以及.NET Remoting都使用Deep Serialization技术，它甚至被有限地用于LosFormatter来产生存储在Web Form页中的状态数据。  
  
本文将着重于Deep Serialization。  
  
  
**Serialization的过程**  
  
  
.NET Framework通过Reflection提供自动Serialization的机制。当一个对象被序列化（Serialized）的时候，它的类 名，Assembly，以及类实例的所有数据成员都将被写入存储介质中。Serialization引擎保持对所有已经被序列化的对象引用的追踪，以确保 相同的对象引用最多只被序列化一次。  
  
通常，一个Serialization过程会由formatter（例如BinaryFormatter）的Serialize方法引发。对象的Serialization过程按照以下规则进行：  
  
1、 检测以确保formatter是否拥有一个代理选择器（surrogate selector）。如果有，检查代理选择器是否持有给定的对象类型。如果有，ISerializable.GetObjectData被调用。  
  
2、 如果formatter没有代理选择器，或者代理选择器没有对象类型，检查对象是否被用Serializable属性标记。如果没有，则抛出SerializationException异常。  
  
3、 如果对象被标记为Serializable，检查对象是否实现了ISerializable接口。如果实现了此接口，则GetObjectData被调用。  
  
4、 如果对象没有实现ISerializable接口，则使用默认的序列化策略，来序列化没有用NonSerialized属性标记的域。

使你的class能够被序列化  
  
通过上面对Serialization过程的分析，我们可以看出，有两种方式可以使一个 class能够被序列化：1）将此class简单地标记为Serializable；2）为此class实现ISerializable接口，并将此 class标记为Serializable。  
  
1、 标记Serializable属性  
  
标记Serializable属性的方式是实现Serialization的基本方法。举个简单的例子：  
  
  
\[Serializable\]  
  
public class Person  
  
\{  
  
public string name = null;  
  
public int age = 0;  
  
\}  
  
  
你可以使用BinaryFormatter来将上面的class序列化：  
  
Person sam = new Person();  
  
sam.name = "sam";  
  
sam.age = 24;  
  
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();  
  
Stream stream = new FileStream("sam.dat",  
  
FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None);  
  
formatter.Serialize(stream, sam);  
  
stream.Close();  
  
  
 就是这么简单，你所要做的就是创建一个Stream和一个formatter的实例，然后调用formatter的Serialize方法。经过 BinaryFormatter serialize的数据仍然能够通过BinaryFormatter deserialize回来，方法与serialize同样简单，这里就不赘述了。  
  
如果你不想将类里的所有域都序列化，可以使用NonSerialized属性进行选择。如：  
  
\[Serializable\]  
  
public class Person  
  
\{  
  
public string name = null;  
  
\[NonSerialized\]  
  
public int age = 0;  
  
\}  
  
  
这样，age域就不会被序列化了。  
  
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，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。  
  
参考文献  
  
·\[1\] Rockford Lhotka，《Object Serialization in Visual Basic .NET》，MSDN Library。Serialization在Clone方法中的运用即来自此文。  
  
·Piet Obermeyer and Jonathan Hawkins，《Object Serialization in the .NET Framework》，MSDN Library。  
  
·Jeffrey Richter，《.NET Run-time Serialization》Part 1，Part 2，Part 3，MSDN Library。

转载于:https://www.cnblogs.com/dyc988/archive/2008/07/24/1250335.html

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