序列化与反序列化

一、概述
    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。

比较：

.Net中的序列化方法有三种：XML 序列化、SOAP 序列化和二进制序列化。若是序列化到文件的话，前两者生成的是 XML 文件，二进制序列化生成二进制文件。

    跟序列化相关的两个类型：
    SerializableAttribute：指示一个类是可以序列化的。
    ISerializable：使对象可以自己控制其序列化和反序列化的过程。

列表比较三种序列化方法。

	XML	SOAP	二进制
序列化器类	XmlSerializer	SoapFormatter	BinaryFormatter
SerializableAttribute 标记	不需要	需要
ISerializable 接口	不需要实现，实现了也不起作用。	可以不实现，但实现了就起作用。
无参构造函数	必须有，系统提供的缺省无参构造函数也算。	不需要，因为反序列化时不调用构造函数。
被序列化的数据成员	公共属性和字段	所有
产生文件大小	大	大	小

XML序列化的优点是使用简单，也颇具灵活性，比如可以控制数据在 XML 文件中是作为 Element 还是作为 Attribute ，以及显示的名称等。XML 序列化对一般的应用是足以应付的，但当序列化循环引用的对象，即有多个引用指向同一个对象实体时，XML 序列化机制将在每个引用的地方都创建一个对象副本。这除了会导致数据存储上的冗余外，更严重的是使一个对象在反序列化后变成了毫无关系的多个对象，即 XML 反序列化后可能得到错误的对象关系图表。比如下图所示的简单例子：

对应三种类型分别有三个对象 cObject 及其成员 _aObject、 _bObject，_aObject 由 cObject 构造，_bObject 中存的是对 _aObject 的引用，即 cObject 的成员 _aObject 和 _bObject 的成员 _aObject 是同一个东西。则 ClassC 类型的对象 cObject 经 XML 序列化的结果是：

</AObject>

</AObject>

</BObject>

</ClassC>

    从这个结果反序列化后得到的新的 cObject，其成员 _aObject 跟 _bObject 中的 _aObject 可就是两个对象了。要解决这个问题，我能想到的就是给对象加上 GUID 属性，在反序列化后根据 GUID 属性重新设置引用，不知还有没有其它办法。

    SOAP 和二进制序列化的优点是可以精确地控制序列化及反序列化的过程，并可以序列化对象的非公共成员。所以对复杂对象的序列化，我们应该在实现 ISerializable 接口后，用 SOAP 或二进制的方式保存数据。至于缺点，如果你嫌在类名上加个 Serializable 标记很麻烦的话，这也许算个缺点。
    还是上面的例子，如果用 SOAP 序列化 cObject 对象，结果是：

<SOAP-ENV:Envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:SOAP-ENC="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:clr="http://schemas.microsoft.com/soap/encoding/clr/1.0" SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">

<SOAP-ENV:Body>

<a1:ClassC id="ref-1" xmlns:a1="http://schemas.microsoft.com/clr/nsassem/SerializeTest.CrossReference/SerializeTest%2C%20Version%3D1.0.0.0%2C%20Culture%3Dneutral%2C%20PublicKeyToken%3Dnull">

</a1:ClassC>

<a1:ClassA id="ref-4" xmlns:a1="http://schemas.microsoft.com/clr/nsassem/SerializeTest.CrossReference/SerializeTest%2C%20Version%3D1.0.0.0%2C%20Culture%3Dneutral%2C%20PublicKeyToken%3Dnull">

</a1:ClassA>

<a1:ClassB id="ref-5" xmlns:a1="http://schemas.microsoft.com/clr/nsassem/SerializeTest.CrossReference/SerializeTest%2C%20Version%3D1.0.0.0%2C%20Culture%3Dneutral%2C%20PublicKeyToken%3Dnull">