什么是编程中的 Serialization 和 Deserialization？

Source: Dev.to

如果你正在学习编程，你可能已经见过以下短语：

• “Serialize this object”
• “Deserialize the JSON”
• “Convert object to string”

……这可能会让人感到困惑。

为什么我们需要转换对象？
为什么不能直接使用它们？

别担心——阅读完本文后，你将以最简单的方式理解序列化和反序列化。

1️⃣ 困惑（为何这感觉很难）

你在程序中创建了一个对象。一切运行得很完美。
然后有人说：

• “把这些数据发送到前端。”
• “把这个对象保存到文件中。”
• “把它存入数据库。”
• “把它发送到另一台服务器。”

于是你突然被告知：“先把它序列化。”

现在你感到害怕。那到底是什么意思？

2️⃣ 为什么会有序列化（真正的问题）

在你的程序中，数据存在于 内存（RAM） 中。

原始内存的问题

• 程序停止时，内存会消失。
• 你无法将原始内存发送到另一台计算机。
• 你不能直接将内存结构存储到文件中。
• 其他编程语言无法理解你的内部对象格式。

计算机只能理解：

• 文本
• 原始字节（0 和 1）

因此，开发者需要一种方法来 将对象转换为可以保存或发送的形式。
这种解决方案称为 序列化。

当我们把它转换回去时，称为 反序列化。

3️⃣ 现实生活类比（超级简单）

想象你组装了一辆 LEGO 车。在你的房间里它已经完整组装好。
现在你想把它寄给住在另一个城市的表兄弟。你不能把完整的车直接寄过去，于是你：

1. 把它拆成零件。
2. 把零件装进盒子里。
3. 寄出盒子。

你的表兄弟收到盒子，打开后重新组装 LEGO 车。

• 拆分和打包 → 序列化
• 重新组装 → 反序列化

就是这么简单。没有任何魔法。

4️⃣ 简单解释（无复杂词汇）

• Serialization = 将对象转换为文本或字节，以便保存或发送。
• Deserialization = 将该文本或字节转换回原始对象。

简而言之：

Object → Text/Bytes → Object

5️⃣ 序列化是如何工作的（逐步说明）

让我们想象在 Python 中有以下学生数据：

student = {
    "name": "Rahul",
    "age": 15
}

🔹 步骤 1：序列化

将其转换为 JSON（文本格式）：

{"name": "Rahul", "age": 15}

现在它只是文本。该文本可以：

• 保存到文件中
• 存储在数据库里
• 通过 API 发送
• 在不同的编程语言之间共享

🔹 步骤 2：反序列化

当有人收到这段文本时，他们会把它转换回对象：

student = {"name": "Rahul", "age": 15}

现在它再次表现得像一个普通对象。

6️⃣ Very Small Code Example (Python)

序列化示例

import json  # Library to work with JSON

student = {
    "name": "Rahul",
    "age": 15
}

# Convert dictionary to JSON string
serialized_data = json.dumps(student)

print(serialized_data)

输出

{"name": "Rahul", "age": 15}

反序列化示例

# Convert JSON string back to dictionary
original_data = json.loads(serialized_data)

print(original_data["name"])

输出

Rahul

Source: …

7️⃣ 干运行（最重要的部分）

让我们慢慢地走过这个过程。

1. 创建对象

   student = {"name": "Rahul", "age": 15}

   这是一段存储在内存中的字典。

2. 序列化

   serialized_data = json.dumps(student)

   结果：

   serialized_data = '{"name": "Rahul", "age": 15}'

   重要提示： serialized_data 现在是一个 字符串，而不是字典。
   尝试执行 serialized_data["name"] 会导致错误，因为它只是文本。

3. 反序列化

   original_data = json.loads(serialized_data)

   现在 original_data 又是字典了，所以 original_data["name"] 可以工作。

完整过程

Object → JSON String → Object

8️⃣ 在真实世界中序列化的使用场景

序列化无处不在：

• 🌐 前端向后端发送数据
• 📱 移动应用调用服务器
• 💾 将数据保存到文件中
• 🗄️ 在数据库中存储对象
• 🔐 在微服务之间发送数据
• 🎮 保存游戏进度
• 📨 在网络上进行数据传输

每次使用 API 时，序列化都会在幕后悄悄进行。当 Instagram 加载你的个人资料时……序列化和反序列化正默默工作。

9️⃣ 常见初学者错误

• ❌ 认为 JSON 与对象相同 – JSON 是文本；对象存在于内存中。
• ❌ 忘记序列化会把对象转换为字符串 – 你不能直接在字符串上访问属性。
• ❌ 在未反序列化的情况下尝试像字典一样访问 JSON。
• ❌ 假设序列化仅指 JSON – 它也可以是 XML、二进制格式、Protocol Buffers 等。

🔟 序列化 vs 反序列化（快速比较）

1️⃣1️⃣ 何时应该使用序列化？

• 每当你需要 持久化数据（文件、数据库、缓存）时。
• 每当你需要在进程、服务或机器之间 通信 时。
• 当你想要在不同的编程语言或平台之间 共享数据 时。

简而言之，只要数据必须离开当前程序的内存，就需要序列化（以及另一端相应的反序列化）。

使用序列化的情况

• 您希望将数据发送到其他系统
• 您希望永久保存对象
• 您希望不同语言能够理解您的数据
• 您正在构建 API
• 您正在使用数据库

如果数据要移出您的程序，就涉及序列化。

1️⃣2️⃣ Quick Revision Summary

• Serialization = 对象 → 文本/字节
• Deserialization = 文本/字节 → 对象
• 用于 发送 或 保存 数据
• JSON 是最常见的格式
• 序列化后，数据会变成 字符串
• 必须在将其作为对象使用前进行反序列化
• 在 API、数据库、移动应用 和 服务器 中使用

现在，如果有人说：

“在发送之前先序列化这个对象。”

你不会惊慌。
你只会想：

“哦……我们把它装进盒子里了。”

就这么简单。