.NET Framework中的串行化操作

2019-11-17 04:42:36

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供稿：網(wǎng)友

　　簡介

　　.NET中的串行化答應(yīng)編程人員獲得一個對象的實例，并將它轉(zhuǎn)換為一種易于在網(wǎng)絡(luò)上傳播或著在數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)上存儲的格式。該對象實際上是一個定制類型（包括我們已經(jīng)設(shè)置的任何屬性或字段）的實例。

我能想到的一些例子包括通過Web服務(wù)等向本地或遠程應(yīng)用程序的另一部分發(fā)送對象實例的能力。選擇串行化的另一個例子是在正常情況下存儲在數(shù)據(jù)庫中的對象的數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)的一部分無需個別地進行存儲。通過只將需要查詢的數(shù)據(jù)列成單獨的字段，數(shù)據(jù)的其余部份可以在一個定制類型內(nèi)進行簡單的串行化，并在數(shù)據(jù)庫中存儲為一個完整的對象。

　　下面我們舉一個調(diào)度對象的例子。這一調(diào)度對象能夠使應(yīng)用程序根據(jù)一個特定的進度表觸發(fā)事件。在開發(fā)調(diào)度對象時，需要考慮許多設(shè)置，例如時間間隔、日期和時間限制等。當(dāng)對于下一個事件應(yīng)當(dāng)何時被觸發(fā)真正重要的信息片斷是精確的日期/時間時，正常情況下，數(shù)據(jù)的每個部份都要求在表中創(chuàng)建一個單獨的字段?，F(xiàn)在，我們將整個調(diào)度對象串行化，并與下一次事件發(fā)生的日期/時間一起存儲在數(shù)據(jù)庫中，這樣，使得整個數(shù)據(jù)庫只包含有3個字段。

　　本文包含了可以將對象串行化為的二種格式：xml或二進制，其中每種形式都各有優(yōu)缺點。本文還論述了串行化的二種方式：基本串行化和定制串行化。最后，文章將以一個實例演示如何通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個定制對象的例子。

　　任何串行化處理的第一步都是獲取對象的實例，并將它轉(zhuǎn)化為一種內(nèi)存流。下面的代碼演示了完成串行化的4個方法：二進制以及XML的串行化、反串行化。在后面的內(nèi)容中，我們將論述二進制、XML串行化的區(qū)別：

Figure 1.1 核心的串行化方法

#region Binary Serializers
public static System.IO.MemoryStream SerializeBinary(object request) {
System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter serializer =
new System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter();
System.IO.MemoryStream memStream = new System.IO.MemoryStream();
serializer.Serialize(memStream, request);
return memStream;
}

public static object DeSerializeBinary(System.IO.MemoryStream memStream) {
　memStream.Position=0;
　System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter deserializer =
　　　　　　new System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter();
　object newobj = deserializer.Deserialize(memStream);
　memStream.Close();
　return newobj;
}
#endregion

#region XML Serializers

public static System.IO.MemoryStream SerializeSOAP(object request) {

　System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.SoapFormatter serializer =
　　　　　　new System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.SoapFormatter();
　System.IO.MemoryStream memStream = new System.IO.MemoryStream();
　serializer.Serialize(memStream, request);
　return memStream;
}

public static object DeSerializeSOAP(System.IO.MemoryStream memStream) {
　object sr;
　System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.SoapFormatter deserializer =
　　　　　　new System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.SoapFormatter();
　memStream.Position=0;
　sr = deserializer.Deserialize(memStream);
　memStream.Close();
　return sr;
}
#endregion
　　假如想對一個對象進行串行化處理，可以在它的前面添加[Serializable()]標(biāo)志，給類添加一個定制串行化屬性。在下面“Serialization”工程中的Schedule類中，我們會看到這一屬性。同時，我們還要考慮名字為[NonSerialized()]的字段屬性，它可以用于類中的所有字段，防止它被串行化，假如在類中有一個字段不需要或者我們不希望在正式產(chǎn)品中對某個字段進行串行化處理，這一點是非常有用的。只要簡單地在變量前添加NonSerialized()屬性即可，因為系統(tǒng)不會自動地對該變量進行串行化處理。

　　需要記住的是，[Serializable()]屬性適用于整個類，因此假如希望整個類都支持串行化，我們必須添加屬性，而[NonSerialized()]屬性只適用于被標(biāo)志為[Serializable()]的類中的字段。使用[NonSerialized()]有時被稱作“有選擇性的串行化”。

　　最后，需要記住的是，為了使用System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.SoapFormatter，我們必須添加System.Runtime.Serialization.Formatters.Soap.dll的引用。

　　Figure 1.2 Schedule類

using System;

namespace FifteenSeconds {
///

/// 答應(yīng)我們提出一個計劃
///

[Serializable()]
public class Schedule {
PRotected System.DateTime start;
protected System.DateTime end;

//每次間隔增加的毫秒數(shù)
protected long interval;

public System.DateTime Start {get{return start;}set{start=value;}}
public System.DateTime End {get{return end;}set{end=value;}}
public long Interval {get{return interval;}set{interval=value;}}
public Schedule(System.DateTime Start, System.DateTime End, long Interval) {
start=Start;
end=End;
interval=Interval;
}
//返回下次運行的時間；假如計劃已經(jīng)結(jié)束，則返回結(jié)束時間
public System.DateTime NextRunTime {
get {
System.TimeSpan ts = new System.TimeSpan(end.Ticks-System.DateTime.Now.Ticks);
if(ts.Milliseconds>0) {
//運行時間還沒有結(jié)束
return System.DateTime.Now.AddMilliseconds(interval);
} else {
return end;
}
}
}
}

} 二進制和XML串行化的比較

　　象上面表明的那樣，選擇XML或二進制串行化不取決于代碼的實現(xiàn)。二種方法實現(xiàn)起來都非常簡單。下面我們來考慮二種方法各自的優(yōu)點。

　　二進制串行化的優(yōu)點

　　1、無論是否是只讀屬性，所有成員都將被串行化。

　　2、更高的性能。

　　XML串行化的優(yōu)點

　　1、對象共享和使用方面更大的靈活性（互操作性）。

　　2、不嚴格的二進制依靠

　　3、可讀性

　　在研究Figure 1.1中的代碼后，我們會發(fā)現(xiàn)，二進制和XML串行化僅僅依靠于對Formatter的選擇。我們還會發(fā)現(xiàn)，串行化和反串行化之間的差別就在于是調(diào)用Serialize()還是Deserialize()。上面的代碼能夠原封不動地拷貝到我們的應(yīng)用程序中，它將成為我們大多數(shù)串行化需求的核心
基本串行化和定制串行化的比較

　　.NET Framework提供了二種完成串行化的方式。需要記住的是，完成串行化的方式與串行化的格式是二個不同的概念，執(zhí)行串行化是指.NET Framework如何獲得我們對象、以及如何將它轉(zhuǎn)化為最后結(jié)果的實際方式，與格式（二進制還是XML格式無關(guān)）。最簡單的方法是讓.NET Framework自動地對對象進行串行化操作，這種方式被稱作“基本串行化”?！盎敬谢敝灰髮ο髶碛蓄悓傩訹Serializable()]即可，.NET Framework將獲得我們的類，并將它轉(zhuǎn)換為給定的格式。在這種方法中，我們唯一能夠施加影響的是，使用[NonSerialized()]字段屬性使任何字段式不會被串行化，我們無法對類中的每個字段是如何被串行化的提供精確的控制。

　　假如希望對串行化處理有更多的控制，就需要使用“定制串行化”。在這種方式中，我們能夠精確地指定哪個字段能夠被串行化，以及如何進行串行化。在樣例解決方案中，我們創(chuàng)建了一個名字為ScheduleCustom的類，正確地演示了“定制串行化”的用法。

　　在使用“基本串行化”時，對象的版本是一個主要問題。要將Schedule對象串行化到磁盤上，然后改變該對象（例如，添加一個字段），在進行反串行化時就會出現(xiàn)問題，得到如下所示的錯誤信息：

“成員的數(shù)量發(fā)生錯誤，F(xiàn)ifteenSeconds.Schedule對象有4個成員，被反串行化的成員數(shù)量為3?！?br />
　　假如碰上這一問題，就要考慮使用“定制串行化”了。由于能夠在串行化處理過程中精確地控制類中的所有成員，我們就能夠解決因版本而出現(xiàn)的問題。

　　定制串行化

　　我們需要作的第一件事就是明確地在類前面添加[Serializable()]；第二，我們的類必須實現(xiàn)
System.Runtime.Serialization.ISerializable接口，因此，我們的類的定義應(yīng)當(dāng)如下所示：

[Serializable()]
public class ScheduleCustom : System.Runtime.Serialization.ISerializable {
　//在接口中，我們能夠發(fā)現(xiàn)下面的一個方法：
　void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context);
　//為了使類能夠很好地支持這一接口，我們還必須實現(xiàn)下面的GetObjectData()方法：
　public void GetObjectData(SerializationInfo info,StreamingContext context) {
　//利用info對象添加需要進行串行化的字段
　info.AddValue("start", start);
　info.AddValue("end", end);
　info.AddValue("interval", interval);
}
　　僅僅通過上面這個簡單的例子，我們也許還不能深刻地體會到使用“定制串行化”的強大功能。下面，我們將增加類的復(fù)雜程度，演示“定制串行化”帶給我們串行化需求的靈活性：

　　假如我們要檢查串行化過程中開始時DateTime值的輸出，就會發(fā)現(xiàn)它使用了缺省的Framework DateTime格式：

　　2002-08-19T14:09:13.3457440-07:00

　　假如要與其他不使用.NET Framework的人合作，并國際化地發(fā)布應(yīng)用程序，用格林威治時間來表示
DateTime值是比較明智的。下面我們來修改GetObjectData()方法，將開始和結(jié)束時的值轉(zhuǎn)換為格林威治時間。

public void GetObjectData(SerializationInfo info,StreamingContext context) {
　//使用info對象添加需要串行化的字段
　//為了更好地與別人合作，我們將把時間轉(zhuǎn)換為格林威治時間
　info.AddValue("start", System.TimeZone.CurrentTimeZone.ToUniversalTime(start));
　info.AddValue("end", System.TimeZone.CurrentTimeZone.ToUniversalTime(end));
　info.AddValue("interval", interval);
　info.AddValue("timeformat", "utc");
}
　　8/19/2002 9:09:13 PM

　　現(xiàn)在，轉(zhuǎn)換時的起始時間將成為如下的格林威治時間形式：

　　8/19/2002 9:09:13 PM

　　注重，我添加了一個名字為“timeformat”的屬性，在以后判定在串行化處理中使用哪種時間格式時，這一字段非凡有用。

　　也可以考慮用其他格式輸出日期?？紤]System.Globalization.DateTimeFormatInfo能夠提供哪幾種格式，例如，將DateTime轉(zhuǎn)換為自Unix“誕生”（1979年1月1日）后的時間，這樣可以更好地與非微軟的平臺進行集成）。我們也可以在類中添加一個可選的屬性，判定在被串行化時DateTime使用的格式。

　　定制反串行化

　　假如希望使對象能夠以定制方式被反串行化，需要使用一個定制構(gòu)建器。該構(gòu)建器的定義如下所示：

public ScheduleCustom (SerializationInfo info,StreamingContext context) {}
　　我們必須實現(xiàn)這一方法。在schedule類中，我們的實現(xiàn)將把UTC（世界協(xié)調(diào)時間）轉(zhuǎn)換為本機上的DateTime格式。

public ScheduleCustom (SerializationInfo info,StreamingContext context) {
　//我們將日期/時間轉(zhuǎn)換回本地時間
　this.start = info.GetDateTime("start").ToLocalTime();
　this.end = info.GetDateTime("end").ToLocalTime();
　this.interval = info.GetInt32("interval");
}
　　象我們在前面的“定制串行化”過程中指出的那樣，添加的timeformat字段能夠用來指定如何將串行化的時間轉(zhuǎn)換為本地對象所必需的DateTime格式，但由于在本例中我們只進行了與UTC時間之間的轉(zhuǎn)換，因此是相當(dāng)簡單的。

　　使用Web服務(wù)的串行化

　　在學(xué)習(xí)新的技術(shù)時，最重要的是學(xué)習(xí)這種技術(shù)如何使用。在這一部份中，我們將創(chuàng)建一個有二個方法的Web服務(wù)：第一個方法使Framework以二進制的形式返回我們定制串行化的schedule對象，第二個方法以XML的格式返回相同的對象。

　　我們只要簡單地添加一個帶有指向上面的串行化工程引用的新C# Web服務(wù)工程即可，然后，我們再創(chuàng)建上面所述的二個方法：

FifteenSeconds.ScheduleCustom customSchedule =
new FifteenSeconds.ScheduleCustom(System.DateTime.Now, System.DateTime.Now.AddHours(5), 10000);

[WebMethod]
public byte[] Get_Binary_Schedule() {
　return FifteenSeconds.Serializer.Serialize( customSchedule,
　FifteenSeconds.Serializer.SerializationFormat.Binary).ToArray();
}
[WebMethod]
public string Get_XML_Schedule() {
　return FifteenSeconds.Serializer.ConvertStreamToString
　(FifteenSeconds.Serializer.Serialize( customSchedule,
　FifteenSeconds.Serializer.SerializationFormat.Xml));
}
　　需要注重的是，二個方法都使用了FifteenSeconds.ScheduleCustom對象的同一個實例，在二進制形式中返回byte[]型數(shù)據(jù)，在XML形式中返回string型數(shù)據(jù)。

　　需要記住的是，F(xiàn)ramework將自動地串行化我們的對象，根據(jù)使用的方法返回適當(dāng)類型的數(shù)據(jù)。另外，我們還需要一些時間研究解決方案中的Serialization工程，在將這些對象串行化為一個文件時，其中有些方法可能會有用。

　　結(jié)論

　　這篇文章演示了在應(yīng)用程序中使用串行化是如何簡單。在需要將一個對象的實例轉(zhuǎn)換為能夠方便地傳輸或保存的格式時，串行化可能就是一種選擇。

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