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1.知识点概述new
> 序列化 (Serialization)将对象的**状态信息转换为**可以**存储或传输的形式的过程**，与之相对应的过程称之为反序列化（Unserialization）。==**序列化和反序列化主要用于解决在跨平台和跨语言的情况下, 模块之间的交互和调用，但其本质是为了解决数据传输问题**==。
>
> 实现数据序列化:
>
> - 要有原始数据
> - 复合类型 -> 最常见的情况
> - 基础数据类型
> - 通过某些方式 -> 另外一种形式的数据
> - 得到的数据干啥? -> 目的: 进行分发, 分发到不同的终端/平台, 保证不同的平台能正确解析
> - 网络传输
> - 磁盘拷贝
2.如何使用uml描述一个类
> <font color="red">序列化目的不是为了加密, 为的是数据的跨平台传输</font>
>
> 序列化的整体过程:
>
> - 发送端
> - 原始数据 -> 序列化 (编码) -> 特殊格式的字符串
> - 发送这个字符串
> - 接收端:
> - 接收数据
> - 特殊格式的字符串 -> 反序列化 (解码) -> 原始数据
> - 对原始数据进行处理
3.uml描述继承关系
1.1 网络通信中的问题分析
发送过程中遇到的一些问题?
-
平台不同
-
32bit / 64bit
-
long
-
平台不同, 某些数据类型占用的内存大小不同
-
如果不是字符串, 需要进行字节序转换
-
字符串没有字节序问题, 字符在内存中只占一个字节
-
如果发送的是结构体
4.uml中描述关联关系
```c
struct Test
{
int number;
char buf[12];
long sex;
};
Test t;
send()/write()
send(fd, (void*)t, sizeof(t), 0);
```
-
大小端问题
-
语言不同
-
语言不同数据类型占用的内存有可能不同
-
c -> char -> 1字节
-
java -> char -> 2字节
-
字节对齐问题
5.uml中对组合和聚合的描述
- XML（ Extensible Markup Language ）类似于html
> XML是一种常用的序列化和反序列化协议，具有跨机器，跨语言等优点。XML历史悠久，其1.0版本早在1998年就形成标准，并被广泛使用至今。
>
> XML的最初产生目标是对互联网文档进行标记，所以它的设计理念中就包含了对于人和机器都具备可读性。 但是，当这种标记文档的设计被用来序列化对象的时候，就显得冗长而复杂。
>
> XML基本格式:
```xml
6.uml中的依赖关系的描述
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Library>
<Type name="小说">
<Book author="J.K.ROWLING" price="12$">哈利波特1</Book>
<Book author="J.K.ROWLING" price="12$">哈利波特2</Book>
<Book author="J.K.ROWLING" price="12$">哈利波特3</Book>
<Book author="J.K.ROWLING" price="12$">哈利波特4</Book>
</Type>
<Type name="历史">
<Book author="司马迁" price="20$">史记</Book>
</Type>
</Library>
7.uml总结
- Json（ JavaScript Object Notation ）
> JSON起源于弱类型语言Javascript，它的产生来自于一种称之为"关联数组（Associative array）"的概念，其本质是就是采用"键值对"的方式来描述对象。
>
> JSON格式保持了XML的人眼可读的优点，非常符合工程师对对象的理解。
>
> 相对于XML而言，序列化后的数据更加简洁（XML所产生序列化之后文件的大小接近JSON的两倍），而且其协议比较简单，解析速度比较快。
>
> JSON格式具备Javascript的先天性支持，所以被广泛应用于Web browser的应用常景中，是Ajax的事实标准协议。
>
> 更多资料可查看：<http://json.org/\>
8.序列化介绍
```json
// json是一种数据格式, 不是语言, 和平台语言无关
// json数组
整形, 浮点型, 布尔类型, 字符串, json数组, json对象
12, 12.44, true, "hello", \[1,2,3\]
// json对象
{
"key":"value"
}
json对象中是n个键值对
key: 必须是字符串
value:
整形
浮点型
布尔
字符串
json数组
json对象
9.网络通信中常见的问题分析
注意事项:
在一个文件中只能存储一个大的数组或者对象, 但是可以嵌套使用
原素和原始之间使用逗号间隔(一个键值对视为一个元素)
最后一个元素后边没有逗号
{
"lilei":"112334",
"tom":"helolll",
"lucy":"xxxxyyyy"
}
"张三", "历史"
{
"张三":{
"father":"张三丰",
"mother":"xxxx",
"sister""xxx",
"favorite":["足球", "乒乓", "游泳"]
}
"李四":{
}
}
10.常用数据序列化方式
Protocol Buffer
-
ASN.1 抽象语法标记(Abstract Syntax Notation One)
-
boost 序列化的类
2. protobuf
> Protocol Buffer( 简称 Protobuf) 是Google公司内部的混合语言数据标准，它是一种轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据串行化，很适合做数据存储或RPC 数据交换格式。
>
> Protobuf是一个纯粹的展示层协议，可以和各种传输层协议一起使用，Protobuf的文档也非常完善。google 提供了多种语言的实现：java、c#、c++、go 和 python，每一种实现都包含了相应语言的编译器以及库文件。
>
> Protobuf支持的数据类型相对较少，不支持常量类型。由于其设计的理念是纯粹的展现层协议，目前并没有一个专门支持Protobuf的RPC框架。
>
> 更多资料可查看：<https://developers.google.com/protocol-buffers/\>
11.probobuf使用步骤
12.编写proto文件并生成对应的类
> - 准备数据
> - 复合类型: 结构体/ 类
> - 基础类型
> - 创建一个新文件 `xxx.proto`
> - 将我们要序列化的数据 -> 写入到proto文件
> - 有语法格式
> - 通过一个命令 `protoc`将`xxx.proto`文件生成一个c++的类
> - 对应一个头文件/ 源文件
> - 操作命令-> 在window终端中: `protoc xxx.proto --cpp_out=./`
> - 直接使用这个类
> - 里边有对数据操作的api
> - 读数据 api
> - 方法名字 `变量名()`
> - 写数据 api
> - 方法名字: `set_变量名(arg)`
13.protobuf生成的类分析
// 要序列化的数据
struct Persion
{
int id;
string name;
string sex; // man woman
int age;
};
int id;
```
- 在.proto文件中定义消息格式
```protobuf
// protobuf的版本
syntax = "proto3"; // proto2
// 组织Persion结构体
// 语法格式
message 关键字(相当于被创建出的类的名字)
{
// 成员变量
数据类型 变量名 = 变量的编号; // 编号从1开始, 不能重复
}
14.复习
| .proto类型 | **C++**类型 | **备注** |
| :--------: | :-------------: | ------------------------------------------------------------ |
| double | double | 64位浮点数 |
| float | float | 32位浮点数 |
| int32 | int32 | 32位整数 |
| int64 | int64 | 64位整数 |
| uint32 | uint32 | 32位无符号整数 |
| uint64 | uint64 | 64位无符号整数 |
15.protobuf序列化数据和解析
| uint64 | uint64 | 64位无符号整数 |
| sint32 | sint32 | 32位整数，处理负数效率比int32更高 |
| sint64 | sint64 | 64位整数，处理负数效率比int64更高 |
| fixed32 | uint32 | 总是4个字节。如果数值总是比总是比228大的话，这个类型会比uint32高效。 |
| fixed64 | uint64 | 总是8个字节。如果数值总是比总是比256大的话，这个类型会比uint64高效。 |
| sfixed32 | int32 | 总是4个字节 |
| sfixed64 | int64 | 总是8个字节 |
| bool | bool | 布尔类型 |
| string | string | 一个字符串必须是UTF-8编码或者7-bit ASCII编码的文本 |
| bytes | string | 处理多字节的语言字符、如中文 |
| enum | enum | 枚举 |
| message | object of class | 自定义的消息类型 |
16.protobuf中数据的使用-repeated
- repeated限定修饰符
```protobuf
syntax = "proto3";
message Persion
{
int32 id = 1; // 编号从1开始
bytes name = 2;
string sex = 3;
int32 age = 4;
}
// 要求name有多个 -> 数组
syntax = "proto3";
message Persion
{
int32 id = 1; // 编号从1开始
// vector<string> name;
repeated bytes name = 2; // name可以在程序中创建多个, 在程序中作为动态数组来使用
string sex = 3;
int32 age = 4;
}
17.protobuf中使用枚举
枚举
```protobuf
syntax = "proto3";
// 定义枚举
enum Color
{
Red = 0; // protbuf中第一个枚举值必须为0
Green = 6;
Blue = 9;
}
message Persion
{
int32 id = 1; // 编号从1开始
bytes name = 2;
string sex = 3;
int32 age = 4;
Color color = 5; // 枚举变量
}
18.在一个proto中导入其他proto文件
- proto文件的导入
```protobuf
// Persion.proto
syntax = "proto3";
// 导入另外一个proto文件
import "Info.proto";
enum Color
{
Red = 0; // protbuf中第一个枚举值必须为0
Green = 6;
Blue = 9;
}
message Persion
{
int32 id = 1; // 编号从1开始
repeated bytes name = 2;
string sex = 3;
int32 age = 4;
Color color = 5;
Info info = 6; // Info对象, 导入的proto文件中的类
}
19.测试在一个类中包含其他对象
```protobuf
// Info.proto
syntax = "proto3";
message Info
{
bytes address = 1; // 地址
int32 number = 2; // 门牌号
}
```
20.protobuf中添加命名空间
包 -> 命名空间
```protobuf
// Persion.proto
syntax = "proto3";
// 导入另外一个proto文件
import "Info.proto";
// 添加命名空间
package itcast; // Persion类属于itcast这个命名空间
enum Color
{
Red = 0; // protbuf中第一个枚举值必须为0
Green = 6;
Blue = 9;
}
21.要实现的编解码类
message Persion
{
int32 id = 1; // 编号从1开始
repeated bytes name = 2;
string sex = 3;
int32 age = 4;
Color color = 5;
// 命名空间.类名
itheima.Info info = 6; // Info对象, 导入的proto文件中的类
}
```