http://www.skycn.com/article/1473.html 摘要 本文簡要介紹了.NET中的序列化（Serialization）概念，以及在代碼中實作Serialization的方法。文章的最後介紹了Serialization在Clone方法中的運用。 Serialization的概念 Serialization是.NET中一種實現物件持久性（Persistent）的機制。它是一個將物件中的資料轉換成一個單一元素（通常是Stream）的過程。它的逆過程是Deserialization。Serialization的核心概念是將一個物件的所有資料看作一個獨立的單元。 一般說來，在兩種情況下非常需要Serialization：1）當我們希望能夠將物件當前的狀態完整地保存到存儲介質中，以便我們以後能夠精確地還原物件時；2）當我們希望將物件從一個應用程式空間（Application domain）傳遞到另一個應用程式空間時。例如，Windows Form程式就是利用Serialization機制來實現剪貼板的copy & paste的。 .NET Framework支援兩種類型的Serialization：Shallow Serialization和Deep Serialization。 所謂Shallow Serialization是將物件的可讀寫（read-write）屬性的值轉換成位元組流，而物件內部的資料（沒有通過read-write屬性暴露出來的資料）則不被轉換。XmlSerializer以及Web Services就使用這種技術。 Deep Serialization比Shallow Serialization更加徹底，因d它是將存儲在物件私有變數裏的實際值拷貝到位元組流裏。而且Deep Serialization還將serialize整個object graph。也就是說，如果你的物件持有其他物件的引用，或者其他物件引用的集合，那l所有這些物件都將被Serialize。BinaryFormatter和SoapFormatter以及.NET Remoting都使用Deep Serialization技術，它甚至被有限地用於LosFormatter來{生存儲在Web Form頁中的狀態資料。 本文將著重於Deep Serialization。 Serialization的過程 .NET Framework通過Reflection提供自動Serialization的機制。當一個物件被序列化（Serialized）的時候，它的類名，Assembly，以及類實例的所有資料成員都將被寫入存儲介質中。Serialization引擎保持對所有已經被序列化的物件引用的追蹤，以確保相同的物件引用最多只被序列化一次。 通常，一個Serialization過程會由formatter（例如BinaryFormatter）的Serialize方法引發。物件的Serialization過程按照以下規則進行： 1、 檢測以確保formatter是否擁有一個代理選擇器（surrogate selector）。如果有，檢查代理選擇器是否持有給定的物件類型。如果有，ISerializable.GetObjectData被調用。 2、 如果formatter沒有代理選擇器，或者代理選擇器沒有物件類型，檢查物件是否被用Serializable屬性標記。如果沒有，則墨XSerializationException異常。 3、 如果物件被標記dSerializable，檢查物件是否實現了ISerializable介面。如果實現了此介面，則GetObjectData被調用。 4、 如果物件沒有實現ISerializable介面，則使用默認的序列化策略，來序列化沒有用NonSerialized屬性標記的域。 使你的class能夠被序列化 通過上面對Serialization過程的分析，我們可以看出，有兩種方式可以使一個class能夠被序列化：1）將此class簡單地標記dSerializable；2）d此class實現ISerializable介面，並將此class標記dSerializable。 1、 標記Serializable屬性 標記Serializable屬性的方式是實現Serialization的基本方法。舉個簡單的例子： [Serializable] public class Person { public string name = null; public int age = 0; } 你可以使用BinaryFormatter來將上面的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(); 就是這l簡單，你所要做的就是創建一個Stream和一個formatter的實例，然後調用formatter的Serialize方法。經過BinaryFormatter serialize的資料仍然能夠通過BinaryFormatter deserialize回來，方法與serialize同樣簡單，這裏就不贅述了。 如果你不想將類裏的所有域都序列化，可以使用NonSerialized屬性進行選擇。如： [Serializable] public class Person { public string name = null; [NonSerialized] public int age = 0; } 這樣，age域就不會被序列化了。 需要注意的是，Serializable屬性並不能被繼承。也就是說如果你希望Person的派生類也能夠被Serialize的話，那l這個派生類也必須被Serializable標記。否則將得到SerializationException異常。 同樣的，Person類中的所有對其他類的引用，其所引用的類都應該是能夠被Serialize的。.NET Framework中的大部分class都實現了ISerializable介面，但有些class沒有實現，例如ImageList。可以通過MSDN Library的到一個實現了ISerializable介面的class列表。對那些沒有實現此介面的class，使用的時候要當心。 2、 實現ISerializable介面 Serializable屬性的功能非常強大，它使得Serialize和Deserialize變得十分簡單。但凡事有利必有弊，由Serializable實現的自動序列化方法有時不夠靈活。我們並不能完全控制Serialize和Deserialize的行d，而有些時候它們的行d對我們來說很重要。那l我們通過何種方法能夠控制Serialize和Deserialize的行d呢？答案就是，自己來實現ISerializable介面。ISerializable介面給予我們更大的自由來控制Serialize和Deserialize，但是無疑我們將不得不寫更多的代碼L。 下面我們來看看如何實現ISerializabe介面。ISerializable介面位於System.Runtime.Serialization名字空間中，聲明如下： public inferface ISerializable { void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context); } 它只有一個方法GetObjectData。因此，像實現其他介面一樣，我們必須實現此方法。但與其他介面不同的是，d了Deserialization，我們還必須實現一個特殊的構造函數（我稱此構造函數d“序列化構造函數”），此構造函數具有與GetObjectData相同的參數列表。由於此構造函數專門用於.NET Framework在Deserialize時的Reflection機制，因此我們通常將它聲明d保護或私有模式。如下：（當然，如果你的class只需要Serialize而不需要Deserialize的話，也可以不實現這個特殊的構造函數） [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); } } 通過實現ISerializable介面，使得我們有機會在ISerializable.GetObjectData中控制Serialize的行d，在“序列化構造函數”中控制Deserialize的行d。這個介面提供給我們的資訊非常全面而靈活，以致於我們甚至可以在這兩個方法中耍些花招。比如，我們可以在Deserialize的時候，籍由改變info.FullTypeName來得到一種與被Serialize的物件不同類型的另一個物件等。 獨闢蹊徑 前面談到過Serialization被運用的典型環境，是物件存儲、進程間資料傳遞等涉及到物件持久性的領域。但實際上，它也能夠被運用到其他的許多地方，關鍵在於我們是否能想到去用運Serialization，有時候思維定式也是很可怕的J。舉個例子，我們來看看在Clone方法中如何使用Serialization[1]。 如果我們要dPerson類實現Clone方法，我們通常會這樣寫： [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; } } 如果我們利用Serialization的方法，Clone函數就能寫成下面的樣子： public object Clone() { MemoryStream stream = new MemoryStream(); BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter(); formatter.Serialize(stream, this); stream.Position = 0; return formatter.Deserialize(stream); } 從這兩個實現上看，使用Serialization實現Clone方法似乎並沒有什l好處。可是設想如果你面對的是一個複雜的類繼承體系，從基類到派生類都需要實現Clone方法。利用第一種實作手法，你將不得不d每一個class寫一個Clone方法，而且隨著資料成員的增多，這個方法將越來越冗長，並且會由於資料成員的改變而引發錯誤（我曾經遇到過好幾次，由於class中增加了成員變數，而Clone方法沒有及時更新，導致運行時錯誤。呵呵，這種錯誤還很難調試）。現在你看到用Serialization實現的好處了吧？是的，我們只要在基類中將Clone方法聲明dvirtual，並用Serialization的方法實現之，然後保證基類和派生類都可以被Serialize，上面所有的麻煩不都迎刃而解了嗎？ 總結 現代軟體專案中，無論何種專案都會或多或少地涉及到物件持久性的問題，.NET也不例外，無論是Windows Form、ASP.NET，還是Web Services，都需要處理物件持久性。而Serialization正是.NETd應對這個問題而給出的解法。 參考文獻 ·[1] Rockford Lhotka，《Object Serialization in Visual Basic .NET》，MSDN Library。Serialization在Clone方法中的運用即來自此文。 ·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。 發表人 - conundrum 於 2004/01/27 19:07:43