【Linux】序列化和反序列化
文章目录
- 定义
- 利用 Json 实现序列化反序列化
-
- Json 的认识
- Jsoncpp 库的下载与认识
- 实现序列化
- 实现反序列化
在网络编程中，直接使用 结构体 进行数据传输会出错，因为本质上socket无法传输结构体，我们只有将结构体装换为字节数组，或者是字符串格式来传输，然后对端主机收到了数据，再将其转化为结构体，这就是序列化和反序列化的过程！
定义
序列化 (Serialization)是将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持久性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。
序列化主要有两个用途：
- 把对象的字节序列永久保存到硬盘上，通常存放在一个文件中（序列化对象）
- 在网络上传送对象的字节序列（网络传输对象）
实际上就是将数据持久化，防止一直存储在内存当中，消耗内存资源。而且序列化后也能更好的便于网络运输何传播。
如下，在网上找到的一张图片，可以很好地描述序列化和反序列化，及其作用（以 java 对象为例）。
利用 Json 实现序列化反序列化
Json 的认识
json 是一种数据交换格式，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。
例如：小明同学的学生信息:
char name = "小明";
int age = 18;
float score[3] = {88.5, 99, 58};
则json这种数据交换格式是将这多种数据对象组织成为一个字符串：
[
{
"姓名" : "小明",
"年龄" : 18,
"成绩" : [88.5, 99, 58]
},
{
"姓名" : "小黑",
"年龄" : 18,
"成绩" : [88.5, 99, 58]
}
]
json 数据类型：对象，数组，字符串，数字。
- 对象：使用花括号 {} 括起来的表示一个对象。
- 数组：使用中括号 [] 括起来的表示一个数组。
- 字符串：使用常规双引号 “” 括起来的表示一个字符串
- 数字：包括整形和浮点型，直接使用。
Jsoncpp 库的下载与认识
sudo yum install epel-release
sudo yum install jsoncpp-devel
依次执行上面两个指令，然后在 /usr/include/jsoncpp/json/ 目录下查看是否有相关文件，如下图，有则下载成功。
jsoncpp 库用于实现 json 格式的序列化和反序列化，完成将多个数据对象组织成为 json 格式字符串，以及将 json格式字符串解析得到多个数据对象的功能。
这其中主要借助三个类以及其对应的少量成员函数完成：
在这里过多介绍下面接口肯略微抽象，要在下面的使用过程中去理解其用法。
//Json数据对象类
class Json::Value {
Value &operator=(const Value &other); //Value重载了[]和=，因此所有的赋值和获取数据都可以通过
Value& operator[](const std::string& key);//简单的方式完成 val["姓名"] = "小明";
Value& operator[](const char* key);
Value removeMember(const char* key);//移除元素
const Value& operator[](ArrayIndex index) const; //val["成绩"][0]
Value& append(const Value& value);//添加数组元素val["成绩"].append(88);
ArrayIndex size() const;//获取数组元素个数 val["成绩"].size();
std::string asString() const;//转string string name = val["name"].asString();
const char* asCString() const;//转char* char *name = val["name"].asCString();
Int asInt() const;//转int int age = val["age"].asInt();
float asFloat() const;//转float
bool asBool() const;//转 bool
};
//json序列化类，低版本用这个更简单
class JSON_API Writer {
virtual std::string write(const Value& root) = 0;
}
class JSON_API FastWriter : public Writer {
virtual std::string write(const Value& root);
}
class JSON_API StyledWriter : public Writer {
virtual std::string write(const Value& root);
}
//json序列化类，高版本推荐，如果用低版本的接口可能会有警告
class JSON_API StreamWriter {
virtual int write(Value const& root, std::ostream* sout) = 0;
}
class JSON_API StreamWriterBuilder : public StreamWriter::Factory {
virtual StreamWriter* newStreamWriter() const;
}
//json反序列化类，低版本用起来更简单
class JSON_API Reader {
bool parse(const std::string& document, Value& root, bool collectComments = true);
}
//json反序列化类，高版本更推荐
class JSON_API CharReader {
virtual bool parse(char const* beginDoc, char const* endDoc,
Value* root, std::string* errs) = 0;
}
class JSON_API CharReaderBuilder : public CharReader::Factory {
virtual CharReader* newCharReader() const;
}
实现序列化
#include如上代码，有 val 对象，里面存储了一些数据（姓名、年龄、成绩），然后将其序列化，打印序列化之后的内容，结果如下。
序列化的过程我们无需关心，因为这是 StreamWriter 封装好的，我们只需要调用其 write 接口，传入参数即可。
此时，这些序列化之后的内容，就可以在网络中传输，也就是说，如果要进行网络通信传输这些数据，就可以调用 write/sendto/send 等等接口，将上面代码中的 str 进行传输！而不是直接传输 val 对象！
实现反序列化
#include如上，现在有一段序列化之后的数据 str，里面的内容是完全按照 json 的格式来组织的。现在要完成反序列化，将其数据放入 root 对象中。
本质上只要调用 CharReader 的 parse 接口，依次传参即可，然后 root 中就会被放入数据。
当然，实现序列化和反序列化不是只有用 jsoncpp 库这一个办法，还有其他办法例如：protbuf 等等。