為什么要使用序列化？最重要的兩個原因是：將對象的狀態(tài)保存在存儲媒體中以便可以在以后重新創(chuàng)建出完全相同的副本；按值將對象從一個應(yīng)用程序域發(fā)送至另一個應(yīng)用程序域。例如，序列化可用于在 ASP.NET 中保存會話狀態(tài)，以及將對象復(fù)制到 Windows 窗體的剪貼板中。它還可用于按值將對象從一個應(yīng)用程序域遠程傳遞至另一個應(yīng)用程序域。本文簡要介紹了 Microsoft .NET 中使用的序列化。

一.簡介
??? 序列化是指將對象實例的狀態(tài)存儲到存儲媒體的過程。在此過程中，先將對象的公共字段和私有字段以及類的名稱（包括類所在的程序集）轉(zhuǎn)換為字節(jié)流，然后再把字節(jié)流寫入數(shù)據(jù)流。在隨后對對象進行反序列化時，將創(chuàng)建出與原對象完全相同的副本。
??? 在面向?qū)ο蟮沫h(huán)境中實現(xiàn)序列化機制時，必須在易用性和靈活性之間進行一些權(quán)衡。只要您對此過程有足夠的控制能力，就可以使該過程在很大程度上自動進行。例如，簡單的二進制序列化不能滿足需要，或者，由于特定原因需要確定類中那些字段需要序列化。以下各部分將探討 .NET 框架提供的可靠的序列化機制，并著重介紹使您可以根據(jù)需要自定義序列化過程的一些重要功能。
二.持久存儲
??? 我們經(jīng)常需要將對象的字段值保存到磁盤中，并在以后檢索此數(shù)據(jù)。盡管不使用序列化也能完成這項工作，但這種方法通常很繁瑣而且容易出錯，并且在需要跟蹤對象的層次結(jié)構(gòu)時，會變得越來越復(fù)雜。可以想象一下編寫包含大量對象的大型業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的情形，程序員不得不為每一個對象編寫代碼，以便將字段和屬性保存至磁盤以及從磁盤還原這些字段和屬性。序列化提供了輕松實現(xiàn)這個目標(biāo)的快捷方法。
??? 公共語言運行時 (CLR) 管理對象在內(nèi)存中的分布，.NET 框架則通過使用反射提供自動的序列化機制。對象序列化后，類的名稱、程序集以及類實例的所有數(shù)據(jù)成員均被寫入存儲媒體中。對象通常用成員變量來存儲對其他實例的引用。類序列化后，序列化引擎將跟蹤所有已序列化的引用對象，以確保同一對象不被序列化多次。.NET 框架所提供的序列化體系結(jié)構(gòu)可以自動正確處理對象圖表和循環(huán)引用。對對象圖表的唯一要求是，由正在進行序列化的對象所引用的所有對象都必須標(biāo)記為 Serializable（請參閱基本序列化）。否則，當(dāng)序列化程序試圖序列化未標(biāo)記的對象時將會出現(xiàn)異常。當(dāng)反序列化已序列化的類時，將重新創(chuàng)建該類，并自動還原所有數(shù)據(jù)成員的值。
三.按值封送
??? 對象僅在創(chuàng)建對象的應(yīng)用程序域中有效。除非對象是從 MarshalByRefObject 派生得到或標(biāo)記為 Serializable，否則，任何將對象作為參數(shù)傳遞或?qū)⑵渥鳛榻Y(jié)果返回的嘗試都將失敗。如果對象標(biāo)記為 Serializable，則該對象將被自動序列化，并從一個應(yīng)用程序域傳輸至另一個應(yīng)用程序域，然后進行反序列化，從而在第二個應(yīng)用程序域中產(chǎn)生出該對象的一個精確副本。此過程通常稱為按值封送。
??? 如果對象是從 MarshalByRefObject 派生得到，則從一個應(yīng)用程序域傳遞至另一個應(yīng)用程序域的是對象引用，而不是對象本身。也可以將從 MarshalByRefObject 派生得到的對象標(biāo)記為 Serializable。遠程使用此對象時，負責(zé)進行序列化并已預(yù)先配置為 SurrogateSelector 的格式化程序?qū)⒖刂菩蛄谢^程，并用一個代理替換所有從 MarshalByRefObject 派生得到的對象。如果沒有預(yù)先配置為 SurrogateSelector，序列化體系結(jié)構(gòu)將遵從下面的標(biāo)準(zhǔn)序列化規(guī)則（請參閱序列化過程的步驟）。
四.基本序列化
使用二進制格式化程序執(zhí)行序列化時，一個類的所有成員變量都將被序列化，即使是那些已被標(biāo)記為私有的變量。在此方面，二進制序列化不同于 XMLSerializer 類，后者只序列化公共字段。
??? 要使一個類可序列化，最簡單的方法是使用 Serializable 屬性對它進行標(biāo)記，如下所示：
[Serializable]
public class MyObject {
?? public int n1 = 0;
?? public int n2 = 0;
?? public String str = null;
}
以下代碼片段說明了如何將此類的一個實例序列化為一個文件：
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();
??? 本例使用二進制格式化程序進行序列化。您只需創(chuàng)建一個要使用的流和格式化程序的實例，然后調(diào)用格式化程序的 Serialize 方法。流和要序列化的對象實例作為參數(shù)提供給此調(diào)用。類中的所有成員變量（甚至標(biāo)記為 private 的變量）都將被序列化，但這一點在本例中未明確體現(xiàn)出來。在這一點上，二進制序列化不同于只序列化公共字段的 XML 序列化程序。
將對象還原到它以前的狀態(tài)也非常容易。首先，創(chuàng)建格式化程序和流以進行讀取，然后讓格式化程序?qū)ο筮M行反序列化。以下代碼片段說明了如何進行此操作。
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
Stream stream = new FileStream("MyFile.bin", FileMode.Open,?
FileAccess.Read, FileShare.Read);
MyObject obj = (MyObject) formatter.Deserialize(fromStream);
stream.Close();
// 下面是證明
Console.WriteLine("n1: {0}", obj.n1);
Console.WriteLine("n2: {0}", obj.n2);
Console.WriteLine("str: {0}", obj.str);
??? 上面所使用的 BinaryFormatter 效率很高，能生成非常緊湊的字節(jié)流。所有使用此格式化程序序列化的對象也可使用它進行反序列化，對于序列化將在 .NET 平臺上進行反序列化的對象，此格式化程序無疑是一個理想工具。需要注意的是，對對象進行反序列化時并不調(diào)用構(gòu)造函數(shù)。對反序列化添加這項約束，是出于性能方面的考慮。但是，這違反了對象編寫者通常采用的一些運行時約定，因此，開發(fā)人員在將對象標(biāo)記為可序列化時，應(yīng)確保考慮了這一特殊約定。
如果要求具有可移植性，請使用 SoapFormatter。所要做的更改只是將以上代碼中的格式化程序換成 SoapFormatter，而 Serialize 和 Deserialize 調(diào)用不變。對于上面使用的示例，該格式化程序?qū)⑸梢韵陆Y(jié)果。
<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/
?? SOAP-ENV:encodingStyle=
?? "http://schemas.microsoft.com/soap/encoding/clr/1.0
http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"
?? xmlns:a1="http://schemas.microsoft.com/clr/assem/ToFile">
?? <SOAP-ENV:Body>
???? <a1:MyObject id="ref-1">
?????? <n1>1</n1>
?????? <n2>24</n2>
?????? <str id="ref-3">一些字符串</str>
???? </a1:MyObject>
?? </SOAP-ENV:Body>
</SOAP-ENV:Envelope>
??? 需要注意的是，無法繼承 Serializable 屬性。如果從 MyObject 派生出一個新的類，則這個新的類也必須使用該屬性進行標(biāo)記，否則將無法序列化。例如，如果試圖序列化以下類實例，將會顯示一個 SerializationException，說明 MyStuff 類型未標(biāo)記為可序列化。
public class MyStuff : MyObject?
{
?? public int n3;
}
??? 使用序列化屬性非常方便，但是它存在上述的一些限制。有關(guān)何時標(biāo)記類以進行序列化（因為類編譯后就無法再序列化），請參考有關(guān)說明（請參閱下面的序列化規(guī)則）。
五.選擇性序列化
??? 類通常包含不應(yīng)被序列化的字段。例如，假設(shè)某個類用一個成員變量來存儲線程 ID。當(dāng)此類被反序列化時，序列化此類時所存儲的 ID 對應(yīng)的線程可能不再運行，所以對這個值進行序列化沒有意義。可以通過使用 NonSerialized 屬性標(biāo)記成員變量來防止它們被序列化，如下所示：
[Serializable]
public class MyObject?
{
?? public int n1;
?? [NonSerialized] public int n2;
?? public String str;
}
六.自定義序列化
??? 可以通過在對象上實現(xiàn) ISerializable 接口來自定義序列化過程。這一功能在反序列化后成員變量的值失效時尤其有用，但是需要為變量提供值以重建對象的完整狀態(tài)。要實現(xiàn) ISerializable，需要實現(xiàn) GetObjectData 方法以及一個特殊的構(gòu)造函數(shù)，在反序列化對象時要用到此構(gòu)造函數(shù)。以下代碼示例說明了如何在前一部分中提到的 MyObject 類上實現(xiàn) ISerializable。
[Serializable]
public class MyObject : ISerializable?
{
?? public int n1;
?? public int n2;
?? public String str;
?? public MyObject()
?? {
?? }
?? protected MyObject(SerializationInfo info, StreamingContext context)
?? {
???? n1 = info.GetInt32("i");
???? n2 = info.GetInt32("j");
???? str = info.GetString("k");
?? }
?? public virtual void GetObjectData(SerializationInfo info,?
StreamingContext context)
?? {
???? info.AddValue("i", n1);
???? info.AddValue("j", n2);
???? info.AddValue("k", str);
?? }
}
??? 在序列化過程中調(diào)用 GetObjectData 時，需要填充方法調(diào)用中提供的SerializationInfo 對象。只需按名稱/值對的形式添加將要序列化的變量。其名稱可以是任何文本。只要已序列化的數(shù)據(jù)足以在反序列化過程中還原對象，便可以自由選擇添加至 SerializationInfo 的成員變量。如果基對象實現(xiàn)了 ISerializable，則派生類應(yīng)調(diào)用其基對象的 GetObjectData 方法。?
??? 需要強調(diào)的是，將 ISerializable 添加至某個類時，需要同時實現(xiàn) GetObjectData 以及特殊的構(gòu)造函數(shù)。如果缺少 GetObjectData，編譯器將發(fā)出警告。但是，由于無法強制實現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)，所以，缺少構(gòu)造函數(shù)時不會發(fā)出警告。如果在沒有構(gòu)造函數(shù)的情況下嘗試反序列化某個類，將會出現(xiàn)異常。在消除潛在安全性和版本控制問題等方面，當(dāng)前設(shè)計優(yōu)于SetObjectData 方法。例如，如果將 SetObjectData 方法定義為某個接口的一部分，則此方法必須是公共方法，這使得用戶不得不編寫代碼來防止多次調(diào)用 SetObjectData 方法。可以想象，如果某個對象正在執(zhí)行某些操作，而某個惡意應(yīng)用程序卻調(diào)用此對象的 SetObjectData 方法，將會引起一些潛在的麻煩。
??? 在反序列化過程中，使用出于此目的而提供的構(gòu)造函數(shù)將 SerializationInfo 傳遞給類。對象反序列化時，對構(gòu)造函數(shù)的任何可見性約束都將被忽略，因此，可以將類標(biāo)記為 public、protected、internal 或 private。一個不錯的辦法是，在類未封裝的情況下，將構(gòu)造函數(shù)標(biāo)記為 protect。如果類已封裝，則應(yīng)標(biāo)記為 private。要還原對象的狀態(tài)，只需使用序列化時采用的名稱，從 SerializationInfo 中檢索變量的值。如果基類實現(xiàn)了 ISerializable，則應(yīng)調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，以使基礎(chǔ)對象可以還原其變量。
??? 如果從實現(xiàn)了 ISerializable 的類派生出一個新的類，則只要新的類中含有任何需要序列化的變量，就必須同時實現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)以及 GetObjectData 方法。以下代碼片段顯示了如何使用上文所示的 MyObject 類來完成此操作。
[Serializable]
public class ObjectTwo : MyObject
{
?? public int num;
?? public ObjectTwo() : base()
?? {
?? }
?? protected ObjectTwo(SerializationInfo si, StreamingContext context) :?
base(si,context)
?? {
???? num = si.GetInt32("num");
?? }
?? public override void GetObjectData(SerializationInfo si,?
StreamingContext context)
?? {
???? base.GetObjectData(si,context);
???? si.AddValue("num", num);
?? }
}
??? 切記要在反序列化構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用基類，否則，將永遠不會調(diào)用基類上的構(gòu)造函數(shù)，并且在反序列化后也無法構(gòu)建完整的對象。對象被徹底重新構(gòu)建，但是在反系列化過程中調(diào)用方法可能會帶來不良的副作用,因為被調(diào)用的方法可能引用了在調(diào)用時尚未反序列化的對象引用。如果正在進行反序列化的類實現(xiàn)了 IDeserializationCallback，則反序列化整個對象圖表后，將自動調(diào)用 OnSerialization 方法。此時，引用的所有子對象均已完全還原。有些類不使用上述事件偵聽器，很難對它們進行反序列化，散列表便是一個典型的例子。在反序列化過程中檢索關(guān)鍵字/值對非常容易，但是，由于無法保證從散列表派生出的類已反序列化，所以把這些對象添加回散列表時會出現(xiàn)一些問題。因此，建議目前不要在散列表上調(diào)用方法。
七.序列化過程的步驟
??? 在格式化程序上調(diào)用 Serialize 方法時，對象序列化按照以下規(guī)則進行：
檢查格式化程序是否有代理選取器。如果有，檢查代理選取器是否處理指定類型的對象。如果選取器處理此對象類型，將在代理選取器上調(diào)用 ISerializable.GetObjectData。?
如果沒有代理選取器或有卻不處理此類型，將檢查是否使用 Serializable 屬性對對象進行標(biāo)記。如果未標(biāo)記，將會引發(fā) SerializationException。?
如果對象已被正確標(biāo)記，將檢查對象是否實現(xiàn)了 ISerializable。如果已實現(xiàn)，將在對象上調(diào)用 GetObjectData。?
如果對象未實現(xiàn) Serializable，將使用默認的序列化策略，對所有未標(biāo)記為 NonSerialized 的字段都進行序列化。 八.版本控制
??? .NET 框架支持版本控制和并排執(zhí)行，并且，如果類的接口保持一致，所有類均可跨版本工作。由于序列化涉及的是成員變量而非接口，所以，在向要跨版本序列化的類中添加成員變量，或從中刪除變量時，應(yīng)謹慎行事。特別是對于未實現(xiàn) ISerializable 的類更應(yīng)如此。若當(dāng)前版本的狀態(tài)發(fā)生了任何變化（例如添加成員變量、更改變量類型或更改變量名稱），都意味著如果同一類型的現(xiàn)有對象是使用早期版本進行序列化的，則無法成功對它們進行反序列化。
如果對象的狀態(tài)需要在不同版本間發(fā)生改變，類的作者可以有兩種選擇：
實現(xiàn) ISerializable。這使您可以精確地控制序列化和反序列化過程，在反序列化過程中正確地添加和解釋未來狀態(tài)。?
使用 NonSerialized 屬性標(biāo)記不重要的成員變量。僅當(dāng)預(yù)計類在不同版本間的變化較小時，才可使用這個選項。例如，把一個新變量添加至類的較高版本后，可以將該變量標(biāo)記為 NonSerialized，以確保該類與早期版本保持兼容。?
九.序列化規(guī)則
??? 由于類編譯后便無法序列化，所以在設(shè)計新類時應(yīng)考慮序列化。需要考慮的問題有：是否必須跨應(yīng)用程序域來發(fā)送此類？是否要遠程使用此類？用戶將如何使用此類？也許他們會從我的類中派生出一個需要序列化的新類。只要有這種可能性，就應(yīng)將類標(biāo)記為可序列化。除下列情況以外，最好將所有類都標(biāo)記為可序列化：
??? 所有的類都永遠也不會跨越應(yīng)用程序域。如果某個類不要求序列化但需要跨越應(yīng)用程序域，請從 MarshalByRefObject 派生此類。?
??? 類存儲僅適用于其當(dāng)前實例的特殊指針。例如，如果某個類包含非受控的內(nèi)存或文件句柄，請確保將這些字段標(biāo)記為 NonSerialized 或根本不序列化此類。?
某些數(shù)據(jù)成員包含敏感信息。在這種情況下，建議實現(xiàn) ISerializable 并僅序列化所要求的字段。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#[Serializable]在C#中的作用-NET 中的对象序列化的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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