一 概述

1 為什么要序列化

因為TCP/IP協(xié)議只支持字節(jié)數(shù)組的傳輸，不能直接傳對象。對象序列化的結果一定是字節(jié)數(shù)組！當兩個進程在進行遠程通信時，彼此可以發(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。無論是何種類型的數(shù)據(jù)，都會以二進制序列的形式在網(wǎng)絡上傳送。發(fā)送方需要把這個對象轉換為字節(jié)序列，才能在網(wǎng)絡上傳送；接收方則需要把字節(jié)序列再恢復為對象。

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2 序列化和反序列化

序列化(serialization)：及有序的列，數(shù)據(jù)轉換成二進制的有序的過程
協(xié)議：規(guī)定序列化和反序列化的轉換方式及就是把數(shù)據(jù)保存成二進制存儲起來，其是定義的規(guī)則，其規(guī)則稱為協(xié)議如果規(guī)定了協(xié)議，則可以進行序列化和反序列化，其協(xié)議是由版本的，約定協(xié)議后進行處理

反序列化(deserialization)：將有序的二進制序列轉換成某種對象（字典，列表等）稱為反序列化

持久化：序列化保存到文件就是持久化，序列化未必會持久化，序列化往往是傳輸或存儲。可以將數(shù)據(jù)序列化后持久化，或者網(wǎng)絡傳輸，也可以將從文件或網(wǎng)絡接受到的字節(jié)序列反序列化。

二 python pickle

1 概述

pickle python中的序列化，反序列化模塊，其局限是僅限于傳輸?shù)膬啥硕际莗ython的情況，且盡量保持兩端的版本一致

2 pickle 庫基本方法

dumps 對象序列化，在內存中
dump 對象序列化到文件對象，就是存入文件
loads 對象反序列化
load 對象反序列化，從文件中讀取數(shù)據(jù)

3 實例

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  pickle import  *
from  pathlib  import Path
lst='a b c d'.split()  #返回一個列表
d=dict(zip('abcd',range(4)))  #構建一個字典
print (lst,d)  # 打印字典和列表
p=Path('/root/test.py')
if not  p.parent.exists():  # 創(chuàng)建文件的上級目錄
    p.parent.mkdir(parents=True)
with  open(p,'wb+')   as  f:  #進行序列化，必須是二進制的輸入，否則會報錯
    dump(lst,f)
    dump(d,f)
with  open(p,'rb')  as  f: #此處對應的是二進制的輸出
    print (load(f))
    print  (load(f))

結果如下

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  pickle import  *
from  pathlib  import Path
d=dict(zip('mysql',range(5)))
s=dumps(d)  #進行序列化
print  (s)  # 正常情況的輸出
print (loads(s))  # 進行反序列化并輸出

結果如下

切換3.5環(huán)境進行查看處理

對類的處理

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  pickle import  *
from  pathlib  import Path
class  A():  #創(chuàng)建一個類
    def show(self):
        print ('aaaa')
a=A()  # 對類進行實例化
with  open('/root/test1.py','wb+')  as  f:  # 將實例化后的類的對象使用序列化寫入到文件中
    dump(a,f)
with  open('/root/test1.py','rb')  as  f: # 將對象的結果進行查看
    x=load(f)
    x.show()

結果如下

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  pickle import  *
from  pathlib  import Path
class  A():  #創(chuàng)建一個類
    def show(self):
        print ('aaaa')
        print  ('bbbbb')
a=A()  # 對類進行實例化
with  open('/root/test1.py','wb+')  as  f:  # 將實例化后的類的對象使用序列化寫入到文件中
    dump(a,f)
with  open('/root/test1.py','rb')  as  f: # 將對象的結果進行查看
    x=load(f)
    x.show()  # 調用類的方法

查看結果

寫入的數(shù)據(jù)如下

此處寫入的數(shù)據(jù)未發(fā)生改變，但其在類中增加了數(shù)據(jù)，此處記錄的是模塊名和類名。若在不同的平臺進行操作，則會報錯

切換3.5環(huán)境，報錯，因為其中沒有這個test的模塊名沒有對應的classA，因此會報錯。

對象序列化

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  pickle import  *
from  pathlib  import Path
class  A():  #創(chuàng)建一個類
    def __init__(self): #對類進行初始化的操作，及就是在對象賦值時，此類會被帶入其中
        self.tttt='abcdf'
a=A()  # 對類進行實例化
with  open('/root/test1.py','wb+')  as  f:  # 將實例化后的類的對象使用序列化寫入到文件中
    dump(a,f)
with  open('/root/test1.py','rb')  as  f: # 將對象的結果進行查看
    x=load(f)
    print (x.tttt)  # 調用類的方法

查看如下

查看寫入數(shù)據(jù)，其發(fā)生了變化

但其切換環(huán)境，還是不能找到

4 總結

RPC 雛形：
遠程過程調用： 及遠程調用某個模塊的函數(shù)來實現(xiàn)其過程的調用 ，必須要保證遠程的函數(shù)和本地需要的函數(shù)一致并且必須存在，否則會報錯
通過網(wǎng)絡傳輸，不需要持久化，進行類的一致性
對于非自定義類，兩邊一致，不需要，若是自定義類，則需要兩端保持一致

應用：
本地序列化的情況，應用較少
一般來說，大多數(shù)應用場景在網(wǎng)絡中，將數(shù)據(jù)序列化后通過網(wǎng)絡傳輸?shù)竭h程結點，遠程服務器上的服務接受到數(shù)據(jù)后進行反序列化，就可以使用了。
但是，需要注意的是，遠端接受端，反序列化時必須有對應的數(shù)據(jù)類型，否則就會報錯，尤其是自定義類，必須遠程存在

目前，大多數(shù)項目都不是單機，不是單服務，需要通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳送到其他結點上，這就需要大量的序列化，反序列化。
但是python程序之間還可以使用pickple解決序列化，反序列化，如果是跨平臺，跨語言，跨協(xié)議pickle就不適合了，就需要公共協(xié)議，如XML/Json /protocol Buffer等。
每種協(xié)議都有自己的負載，其所使用的場景都不一樣，二進制的操作不一定適用于所有的場景。但越是底層的協(xié)議，越需要二進制傳輸

三 JSON

1 概述

JSON(JavaScript object notation，JS 對象標記)是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，它基于ECMAscript(w3c制定的JS規(guī)范)的一個子集，采用完全獨立于編程語言的文本格式來存儲和表示數(shù)據(jù)

2 JSON的數(shù)據(jù)類型

其key必須是字符串，其值可以是下面類型

雙引號引起來的字符串，數(shù)值，true和false，null（None），對象（字典），數(shù)組（列表）這些都是值

此處表示了JSON值支持的數(shù)據(jù)類型

1 string：

字符串，由雙引號包圍起來的任意字符的組合，可以有轉義字符

2 number ：
數(shù)值，有正負數(shù)，整數(shù)，浮點數(shù)

3 對象：
無序的鍵值對集合
格式:{key1:value1,...keyn:valuen}
key 必須是字符串，需要使用雙引號包圍這個字符串，value可以是任意合法的值

其表示要么是{}，要么有key，value,若key:value完成，則后面不能有逗號，一旦有逗號，則表示后面還有數(shù)據(jù)

4 數(shù)組 ：

同上，一旦有逗號，則表示后面還有數(shù)據(jù)

此處的問題是，其json文件的鍵是非字符串，其值的字符串不是使用雙引號括起來的，因此其會出現(xiàn)報錯的情況

5 null 相當于python的None

6 布爾型 false(False) true(True)

3 常用方法

dumps json 編碼
dump json 編碼并存入文件
loads json 解碼
load json 解碼，從文件讀取數(shù)據(jù)

4 應用

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from json  import *
d={'a':1,'b':{'c':{'d':[1,23,4,5]}},'e':None,'f':True,'g':False}  #構造字典
print (d)  # 輸出字典
print  (dumps(d))  #對字典對象進行序列化
print (loads((dumps(d))))  # 對結果進行反序列化

結果如下

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from json  import *
class  A():  # 創(chuàng)建一個類
    def  show(self):
        return  'mysql'
print (dumps(A().show()))  # 對類進行實例化并調用其方法返回結果進行序列化
print (loads(dumps(A().show())))  # 對其進行反序列化

結果如下

一般的json編碼的數(shù)據(jù)很少落地，數(shù)據(jù)都是通過網(wǎng)絡傳輸，傳輸?shù)臅r候，要考慮壓縮它，本質上來說它就是一個文本，一個字符串，json很廣泛，幾乎所有的編程語言都支持它。

四 messagepack（第三方庫）

1 概述

messagepack 是一個基于二進制高效的對象序列化類庫，可用于跨語言通信，其可以像JSON那樣，在許多語言之間交換結構對象，但是其比JSON更快速更輕巧。其支持python，ruby，Java，C/C++等眾多語言，兼容JSON和pickle

2 安裝

pip install msgpack-python

3 常用方法

packb 序列化對象，提供了dumps來兼容pickle和json
unpackb 反序列化對象，提供了loads來兼容

pack序列化對象保存到文件對象，提供了dump來兼容
unpack 反序列化對象保存到文件對象，提供了load來兼容

4 基本應用

#!/usr/local/bin/python3.6
#coding:utf-8
from  msgpack  import  *
import  sys
d={'a':1234,'b':['abc',{'c':234}],'d':True,'e':False,'f':None}  # 構建一個字典
b=packb(d)  # 進行序列化操作
print (b) # 打印
print (unpackb(b))  #進行反序列化操作
print (unpackb(b,encoding='utf-8'))  #通過制定編碼方式輸出

結果如下

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