序列化是什么？

序列化对于各种应用程序都很有用，例如将数据存储在数据库或磁盘中、跨网络传输数据以及实现远程过程调用。为了保持架构独立性，序列化数据通常以与架构无关的格式编码，从而避免了字节顺序、内存布局或不同编程语言表示数据结构的不同方式带来的问题。

序列化数据的一个固有特征是其线性性质，这意味着提取序列化数据结构的一部分需要从头到尾读取整个对象。这种线性性在某些应用中是一种优势，因为它可以利用简单、通用的I/O接口。但是，在需要更高性能的应用中，可能会使用更复杂的非线性存储组织形式。

序列化可能会暴露对象的私有实现细节，从而可能违反封装原则。为了防止竞争对手开发兼容产品，一些软件发布商会对其序列化格式保密，甚至对序列化数据进行混淆或加密。然而，应用程序之间的互操作性要求它们能够理解彼此的序列化格式，这导致了标准格式（如CORBA）的发展。

序列化主要用于对象的"存储"和"网络传输"等目的，因此在技术层面上，序列化协议必须具备足够的通用性，能够支持跨平台和跨语言的使用，否则应用场景将受到严重限制。选择一种流行度高的序列化协议非常重要，因为这些协议往往更加成熟稳定，可以支持更多类型的编程语言和平台，应用场景也更加广泛。例如，JSON 和 XML 等序列化协议就广泛应用于各种编程语言和平台中，具有极高的通用性。

成熟的序列化协议通常经过了大量全面的测试和实践验证，在实际使用过程中表现更加稳定可靠，不会出现意外的问题或错误。为了更好地支持跨语言和跨平台使用，强健的序列化协议会针对不同语言/平台的特性进行适配和优化，从而在大部分场景中实现一致的序列化和反序列化效果。这种强健性可以确保序列化数据在不同环境下传输和存储时保持一致性和完整性。

序列化之后的字节序列通常不具备人工可读性，为了验证序列化结果的正确性，开发者有时不得不针对某种序列化协议编写反序列化程序进行验证，这无疑增加了开发工作量。相比之下，可调试性更高的序列化协议（如 XML 和 JSON）能够产生人工可读的结果，这不仅可以大幅提高开发效率，还能促进不同开发者甚至不同公司之间的协作。例如，使用 JSON 格式进行序列化，开发人员可以直接查看序列化后的数据结构，方便调试和维护。

序列化操作会在空间和时间两方面产生一定的开销。例如，为了成功实现反序列化，序列化的过程中需要为原有数据增加描述字段，这就是空间开销；同时复杂的序列化和反序列化过程还会产生较长的解析时间，这就是时间开销。这些开销都会在 CPU、内存、磁盘、网络带宽等资源上造成一定压力。因此，良好的序列化协议往往能够尽可能降低这些开销，实现更快的处理速度和更高的效率。例如，Google 开发的 Protobuf 序列化协议就以其高效的二进制格式而闻名，能够大幅降低序列化数据的体积和处理时间。

序列化常用于在网络上传输数据，例如消息传递。通过将对象序列化为字节流，可以方便地在不同的系统或进程之间传输数据。

序列化也被广泛用于将数据存储到数据库或硬盘驱动器中。将对象序列化为字节流后，可以持久化存储在文件系统或数据库中，以便后续读取和反序列化。

在诸如 SOAP 等远程过程调用中，序列化扮演着关键角色。通过将参数和返回值序列化，可以实现跨进程和跨系统的方法调用。

在组件化软件工程（如 COM 和 CORBA）中，序列化用于在分布式系统中传输对象。对象被序列化后可以在不同的节点之间传递和重建。

序列化还可用于检测时变数据的变化。通过比较序列化前后的数据，可以有效地跟踪数据的变化情况。