На этом знакомство с фундаментальными операциями ввода-вывода, предлагаемыми платформой .NET Core, завершено. Вы наверняка будете применять все продемонстрированные приемы во многих приложениях. Вдобавок вы обнаружите, что службы сериализации объектов способны значительно упростить задачу сохранения больших объемов данных.

Понятие сериализации объектов

Термин сериализация описывает процесс сохранения (и возможно передачи) состояния объекта в потоке (например, файловом потоке или потоке в памяти). Сохраненная последовательность данных содержит всю информацию, необходимую для воссоздания (или десериализации) открытого состояния объекта с целью последующего использования. Применение такой технологии делает тривиальным сохранение крупных объемов данных (в разнообразных форматах). Во многих случаях сохранение данных приложения с использованием служб сериализации дает в результате меньше кода, чем с применением средств чтения/записи из пространства имен System.IO.

Например, пусть требуется создать настольное приложение с графическим пользовательским интерфейсом, которое должно предоставлять конечным пользователям возможность сохранения их предпочтений (цвета окон, размер шрифта и т.д.). Для этого можно определить класс по имени UserPrefs и инкапсулировать в нем около двадцати полей данных. В случае использования типа System.IO.BinaryWriter пришлось бы вручную сохранять каждое поле объекта UserPrefs. Подобным же образом при загрузке данных из файла обратно в память понадобилось бы применять класс System.IO.BinaryReader и снова вручную читать каждое значение, чтобы повторно сконфигурировать новый объект UserPrefs.

Все это выполнимо, но вы можете сэкономить значительное время за счет использования сериализации XML (eXtensible Markup Language — расширяемый язык разметки) или JSON (JavaScript Object Notation — запись объектов JavaScript). Каждый из указанных форматов состоит из пар "имя-значение", позволяя представлять открытое состояние объекта в одиночном блоке текста, который можно потреблять между платформами и языками программирования. В итоге полное открытое состояние объекта может быть сохранено с помощью лишь нескольких строк кода.

На заметку! Применение типа BinaryFormatter (https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/api/system.runtime.serialization.formatters.binary.binaryformatter?view=net-5.0), который рассматривался в предшествующих изданиях книги, сопряжено с высоким риском в плане безопасности, так что от него следует немедленно отказаться. Более защищенные альтернативы предусматривают использование классов BinaryReader/BinaryWriter для XML/JSON.

Сериализация объектов .NET Core упрощает сохранение объектов, но ее внутренний процесс довольно сложен. Например, когда объект сохраняется в потоке, все ассоциированные с ним открытые данные (т.е. данные базового класса и содержащиеся в нем объекты) также автоматически сериализируются. Следовательно, при попытке сериализации производного класса в игру вступают также все открытые данные по цепочке наследования. Вы увидите, что для представления множества взаимосвязанных объектов используется граф объектов.

Наконец, имейте в виду, что граф объектов может быть сохранен в любом типе, производном от System.IO.Stream. Важно лишь то, чтобы последовательность данных корректно представляла состояние объектов внутри графа.

Роль графов объектов

Как упоминалось ранее, среда CLR будет учитывать все связанные объекты, чтобы обеспечить корректное сохранение данных, когда объект сериализируется. Такой набор связанных объектов называется графом объектов. Графы объектов предоставляют простой способ документирования взаимосвязи между множеством элементов. Следует отметить, что графы объектов не обозначают отношения "является" и "имеет" объектно-ориентированного программирования. Взамен стрелки в графе объектов можно трактовать как "требует" или "зависит от".

Каждый объект в графе получает уникальное числовое значение. Важно помнить, что числа, присвоенные объектам в графе, являются произвольными и не имеют никакого смысла для внешнего мира. После того как всем объектам назначены числовые значения, граф объектов может записывать набор зависимостей для каждого объекта.

В качестве примера предположим, что создано множество классов, которые моделируют автомобили. Существует базовый класс по имени Car, который "имеет" класс Radio. Другой класс по имени JamesBondCar расширяет базовый тип Car.