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程序员在编写应用程序的时候往往需要将程序的某些数据存储在内存中#xff0c;然后将其写入某个文件或是将它传输到网络中的另一台计算机上以实现通讯。这些过程将会涉及到程序数据转化成能被存储并传输的格式#xff0c;因此被称为“序列化”#xff08;Serializatio…定义
程序员在编写应用程序的时候往往需要将程序的某些数据存储在内存中然后将其写入某个文件或是将它传输到网络中的另一台计算机上以实现通讯。这些过程将会涉及到程序数据转化成能被存储并传输的格式因此被称为“序列化”Serialization而它的逆过程则可被称为“反序列化” Deserialization简单来说序列化就是将对象实例的状态转换为可保持或传输的格式的过程。与序列化相对的是反序列化它根据流重构对象。这两个过程结合起来可以轻松地存储和传输数据。例如可以序列化一个对象然后使用 HTTP 通过 Internet 在客户端和服务器之间传输该对象。
总结
序列化将对象变成字节流的形式传出去。反序列化从字节流恢复成原来的对象。
序列化的好处
将对象存储于硬盘上 便于以后反序列化使用在网络上传送对象的字节序列时便捷性、灵活性
C对象序列化的四种方法
JSON文本序列化方式
使用jsoncpp或cJSON等库将内存中的数据结构序列化为JSON格式的文本串。
Google Protocol Buffersprotobuf推荐
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Google Protocol Buffers (GPB)是Google内部使用的数据编码方式旨在用来代替XML进行数据交换。可用于数据序列化与反序列化。主要特性有高效语言中立可扩展官方文档github地址参考示例
Boost.Serialization推荐
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Boost.Serialization可以创建或重建程序中的等效结构并保存为二进制数据、文本数据、XML或者有用户自定义的其他文件。该库具有以下吸引人的特性 代码可移植实现仅依赖于ANSI C深度指针保存与恢复可以序列化STL容器和其他常用模版库数据可移植非入侵性。
MFC Serialization 不推荐
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Windows平台下可使用MFC中的序列化方法。MFC 对 CObject 类中的序列化提供内置支持。因此所有从 CObject 派生的类都可利用 CObject 的序列化协议
.Net Framework 不推荐
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.NET的运行时环境用来支持用户定义类型的流化的机制。它在此过程中先将对象的公共字段和私有字段以及类的名称包括类所在的程序集转换为字节流然后再把字节流写入数据流。在随后对对象进行反序列化时将创建出与原对象完全相同的副本。
简单总结
其中MFC和.Net框架的方法适用范围很窄只适用于Windows下且.Net框架方法还需要.Net的运行环境参考分析Google Protocol Buffers效率较高但是数据对象必须预先定义并使用protoc编译适合要求效率允许自定义类型的内部场合使用。Boost.Serialization 使用灵活简单而且支持标准C容器。相比而言MFC的效率较低但是结合MSVS平台使用最为方便。为了考虑平台的移植性、适用性和高效性推荐大家使用Google的protobuf和Boost的序列化方案下面介绍我使用这两种方案的心得及注意事项。
进一步学习
Google Protocol Buffers
Google Protocol Buffers protobuf相对而言效率应该是最高的不管是安装效率还是使用效率protobuf都很高效而且protobuf不仅用于C序列化还可用于Java和Python的序列化使用范围很广。
protobuf支持的数据类型不是很丰富
protobuf属于轻量级的因此不能支持太多的数据类型下面是protobuf支持的基本类型列表一般都能满足需求不过在选择方案之前还是先看看是否都能支持以免前功尽弃。同样该表也值得收藏作为在定义类型时的参考依据。.proto type c notes double double float float int32 int32 使用可变长编码方式负数时不够高效应该使用sint32 int64 int64 同上 uint32 uint32 使用可变长编码方式 uint64 uint64 同上 sint32 int32 使用可变长编码方式有符号的整型值编码时比通常的int32高效 sint64 sint64 同上 fixed32 uint32 总是4个字节如果数值总是比2^28大的话这个类型会比uint32高效 fixed64 uint64 总是8个字节如果数值总是比2^56大的话这个类型会比uint64高效 sfixed32 int32 总是4个字节 sfixed64 int64 总是8个字节 bool bool string string 一个字符串必须是utf-8编码或者7-bit的ascii编码的文本 bytes string 可能包含任意顺序的字节数据
protobuf不支持二维数组指针不支持STL容器序列化
这个缺陷挺大因为稍复杂点的数据结构或类结构里出现二维数组、二维指针和STL容器set、list、map等很频繁但因为 protobuf简单的实现机制只支持一维数组和指针用repeated修饰符修饰不能使用repeated repeated来支持二维数组 也不支持STL因此在选择该方案之前一定 要确保你的数据结构里没有这些不支持的类型。
protobuf嵌套后会改变类名称
protobuf支持类的嵌套即在一个自定义类型中可以定义另一个自定义类型但注意嵌套的自定义类型在经过protobuf处理后生成的类名称并不是你定义的类名称而是加上了外层的类名称作为前缀
Boost.Serialization
Boost库是个很庞大的库功能非常丰富序列化只是其中的一个小分支但为了使用Boost的序列化方案你需要安装整个Boost库所花费的磁盘空间和时间都很多同样支持的序列化功能也很强大既支持二维数组指针也支持STL容器更不需要我们用某种特殊的格式重新定义我们的类结构其非侵入的性质使得我们无须改动已有的类结构即可序列化这时非常赞的一个性质。但是由于体积庞大安装复杂如果只是简单的序列化没必要使用该方案只有protobuf不能满足你的需求时才应该考虑该方案。安装boost库遇到的一系列问题 安装boost库本事就是一项很费时的工程如果期间出现了各种错误更加耗时耗耐心。对于基本类型指针很难序列化不能序列化变长数组
参考代码
C 序列化探索1对基本数据类型char,short,int,long,string的序列化2支持序列化为socket流3支持对std::vector、std::list、std::set、std::map的序列化;
参考链接
最常用的两种C序列化方案的使用心得protobuf和boost serialization
