13 Binäre Serialisierung
13.1 Einführung in die Serialisierung
Sämtliche Daten, unabhängig vom Verwendungszweck, werden durch die Felder der Klassen beschrieben. Ein Anwender interessiert sich nicht für diese Details. Er arbeitet mit den Daten, manipuliert sie und erwartet ein fehlerfreies Laufzeitverhalten. Dazu zählt auch, dass nach dem Schließen und dem späteren Neustart des Programms exakt der Zustand wiederhergestellt wird, den ein Objekt vor dem Schließen hatte. Mit anderen Worten heißt das für Sie als Entwickler, alle Daten dauerhaft zu sichern, um sie später wiederherstellen zu können.
Wenn wir aber die damit verbundene Problematik im Detail betrachten, zeigen sich einige Hürden:
Die Daten einer Anwendung werden in verschiedenen Typen vorgehalten. Doch welche sind notwendig, um ein bestimmtes Objekt wiederherzustellen? Zwangsläufig müssen das nicht alle sein, denn ein Objekt könnte auch Daten enthalten, die spezifisch für die aktuelle Laufzeitumgebung sind und nach dem erneuten Starten der Anwendung keine Bedeutung mehr haben.
Alle gespeicherten Daten sind einem bestimmten Typ zuzuordnen. Wenn der Inhalt der Eigenschaft Name eines Objekts der Klasse Kunde gesichert wird, darf dieser Wert nach dem Neustart nicht dem Feld Name eines Objekts vom Typ Lieferant zugeordnet werden – die Folgen wären fatal. Auch ein zweiter Gesichtspunkt ist relevant. Angenommen, die zu speichernden Daten gehören zu einem Spiel, an dem zwei oder mehr Personen beteiligt sind. Dass später der aktuelle Stand jedes Spielers eindeutig wiederhergestellt werden muss, steht außer Frage. Konsequenterweise bedeutet das aber auch, dass bei mehreren typgleichen Objekten die Daten demselben Kontext zugeordnet werden müssen.
Die sich auftürmenden Probleme scheinen schier unüberwindlich zu sein. Wir brauchen uns darüber aber nicht unnötig den Kopf zu zerbrechen, da uns .NET bei der Lösung vorbildlich unterstützt. Die Technologie, die sich dahinter verbirgt, wird als Serialisierung bezeichnet. Die Serialisierung ist ein Prozess mit der Fähigkeit, ein im Hauptspeicher befindliches Objekt in ein bestimmtes Format zu konvertieren und in eine Datei zu schreiben. Das schließt auch die Rekonstruktion der Objekte in ihrem ursprünglichen Format mit ein.
Die Serialisierung ist ein Prozess, der automatisch abläuft und bei dem der Name der Anwendung, der Name der Klasse und die Daten-Member eines Objekts binär gespeichert werden. Dadurch wird die spätere Rekonstruktion in einer exakten Kopie möglich.
13.1.1 Serialisierungsverfahren
Die dauerhaft zu speichernden Dateninformationen müssen in ein definiertes Format überführt werden, das bei späterer Deserialisierung eine eindeutige Interpretation sicherstellt. Dazu werden die Daten einem Bytestrom übergeben, der für die physikalische Persistenz verantwortlich ist. Die .NET-Klassenbibliothek stellt zur Lösung dieser komplexen Aufgabe drei Klassen bereit.
Sollten die Fähigkeiten der drei Serialisierungsklassen für eine bestimmte Anforderung unzureichend sein, können Sie auch eine eigene entwickeln. Alle drei Typen stellen für die Serialisierung und die Deserialisierung jeweils eine Methode zur Verfügung: Serialize und Deserialize.
Betrachten wir zuerst die Definition von Serialize:
Dem ersten Argument wird die Referenz auf ein Objekt vom Typ Stream übergeben. Dabei wird es sich meistens um ein FileStream-Objekt handeln, das die serialisierten Daten in einer Datei speichert. Die Referenz des Objekts, das serialisiert werden soll, wird dem zweiten Parameter übergeben.
Zur Rekonstruktion eines Objekts dient die Methode Deserialize:
Der Parameter erwartet eine Stream-Referenz, die auf die zuvor serialisierten Daten des Objekts verweist. Der Rückgabewert ist vom Typ Object und muss deshalb noch in den richtigen Typ konvertiert werden.
In diesem Kapitel werden wir uns ausschließlich mit der binären Serialisierung beschäftigen. Die XML-Serialisierung folgt in Kapitel 14.
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