سریال سازی (Serialization) چیست؟

سریال‌سازی: تبدیل داده‌ها به جریانی از بایت‌ها، به زبانی ساده

سلام دوستان!

تا حالا فکر کردین وقتی یک بازی کامپیوتری رو ذخیره می‌کنین، دقیقا چی داره ذخیره میشه؟ یا وقتی اطلاعات یک فرم رو توی یک وبسایت پر می‌کنین و اون اطلاعات ثبت میشه، اون پشت چه اتفاقی میفته؟ جوابش یه چیزیه به اسم "سریال‌سازی" (Serialization). این مقاله به زبانی ساده توضیح میده که سریال‌سازی چیه، چرا مهمه و کجاها به کار میاد.

تصور کنین یه جعبه دارین که توش کلی چیزای مختلف گذاشتین: یه عروسک، یه کتاب، یه خودکار و... حالا می‌خواین این جعبه رو بفرستین یه شهر دیگه. متاسفانه، جعبه یه جوریه که فقط میتونه یه چیز رو در هر لحظه حمل کنه. راه حل چیه؟ شما باید تک تک وسایل رو از جعبه خارج کنین، بذارین توی یه صف، و بعد دونه دونه بفرستینشون. این دقیقا کاریه که سریال‌سازی انجام میده!

به عبارت دیگه، سریال‌سازی یعنی تبدیل داده‌ها (مثل اشیاء، متغیرها، یا هر چیز دیگه‌ای که توی یک برنامه کامپیوتری استفاده میشه) به یک جریان از بایت‌ها. این جریان بایت‌ها می‌تونه ذخیره بشه، فرستاده بشه از طریق شبکه، یا هر کار دیگه‌ای باهاش انجام بشه. بعدا، این جریان بایت‌ها می‌تونه دوباره به حالت اولیه خودش برگرده (به این عمل میگن "دی‌سریال‌سازی").

چرا سریال‌سازی مهمه؟

سریال‌سازی کاربردهای خیلی زیادی داره. اینجا چندتا از مهم‌ترین‌هاش رو میگم:

• ذخیره داده‌ها: فرض کنین یه برنامه دارین که کلی اطلاعات مهم داره. می‌خواین این اطلاعات رو روی هارد دیسک ذخیره کنین تا بعدا دوباره بتونین ازشون استفاده کنین. سریال‌سازی به شما این امکان رو میده که این اطلاعات رو به صورت یه فایل ذخیره کنین.
• انتقال داده‌ها از طریق شبکه: وقتی می‌خواین اطلاعات رو از یه کامپیوتر به یه کامپیوتر دیگه بفرستین (مثلا از یه سرور به یه کلاینت)، باید اون اطلاعات رو به یه جریانی از بایت‌ها تبدیل کنین که بتونه از طریق شبکه منتقل بشه. سریال‌سازی این کار رو انجام میده.
• انتقال داده‌ها بین سیستم‌ها: فرض کنین یه برنامه دارید که با یه زبان برنامه نویسی نوشته شده، و میخواین اطلاعات رو به یه برنامه دیگه که با یه زبان برنامه نویسی دیگه نوشته شده بفرستین. سریال‌سازی میتونه کمک کنه داده ها به شکلی استاندارد تبدیل بشند تا هر دو برنامه بتونن اونها رو بخونن.

انواع مختلف سریال‌سازی

روش‌های مختلفی برای سریال‌سازی وجود داره. بعضی از رایج‌ترین‌هاش اینا هستن:

• JSON (JavaScript Object Notation): یه فرمت سبک و قابل فهم برای انسان که خیلی برای انتقال داده‌ها از طریق شبکه استفاده میشه.
• XML (Extensible Markup Language): یه فرمت انعطاف‌پذیر که می‌تونه برای ذخیره و انتقال داده‌های پیچیده استفاده بشه.
• Binary serialization: یه روش که داده‌ها رو به صورت بایت‌های دودویی (binary) ذخیره میکنه. معمولا سریعتر از JSON و XML هست، ولی خواندنش برای انسان سخته.

مقایسه فرمت های سریالیزیشن

فرمت	مزایا	معایب	موارد استفاده رایج
JSON	خوانایی بالا، سبک، پشتیبانی گسترده	عدم پشتیبانی از انواع داده‌ای پیچیده به صورت مستقیم	ارتباطات وب، APIها، تنظیمات نرم‌افزار
XML	انعطاف‌پذیر، پشتیبانی از ساختارهای پیچیده	حجم بالا، پیچیدگی بیشتر	تنظیمات پیچیده، اسناد، تبادل داده‌های بین‌سیستمی
Binary	سرعت بالا، حجم کم	خوانایی کم، نیاز به کد اختصاصی برای خواندن	ذخیره‌سازی داده‌های حجیم، ارتباطات سریع

همانطور که در جدول بالا میبینید، هر فرمت سریالیزیشن ویژگی های منخص به فردی دارد. شما میتوانید باتوجه به نیاز پروژه خود، از آنها استفاده کنید.

یه مثال ساده

فرض کنین یه کلاس دارین به اسم Person که دو تا خصوصیت داره: name (اسم) و age (سن).

با استفاده از JSON، می‌تونین یه شیء از این کلاس رو به این شکل سریال‌سازی کنین:

     {         "name": "علی",         "age": 30     }     

همین شیء رو با استفاده از XML میشه به این صورت سریال‌سازی کرد:

     <Person>         <name>علی</name>         <age>30</age>     </Person>     

میبینین که JSON خیلی ساده‌تر و خواناتر از XML هست. با این حال، XML انعطاف‌پذیری بیشتری داره و می‌تونه برای ساختارهای پیچیده‌تر استفاده بشه. البته از نظر فنی XML هم قابل خواندن هست ولی یادگیری آن زمانبر است.

نکته مهم

توجه داشته باشید که سریال‌سازی فقط داده‌ها رو تبدیل میکنه. منطق برنامه (کدهایی که انجام میدین) سریالیزه نمیشه. به همین دلیل بعد از دی‌سریال‌سازی، شما باید داده‌ها رو دوباره توی برنامه خودتون استفاده کنین.

خلاصه

سریال‌سازی یه مفهوم خیلی مهم توی برنامه‌نویسی هست که به ما این امکان رو میده که داده‌ها رو به صورت یه جریان از بایت‌ها تبدیل کنیم و اونها رو ذخیره کنیم، انتقال بدیم، یا بین سیستم‌های مختلف به اشتراک بذاریم. امیدوارم این مقاله تونسته باشه مفهوم سریال‌سازی رو به زبانی ساده براتون روشن کنه.

موفق باشین و از کدنویسی لذت ببرین!

کلیدواژه‌ها

• سریال‌سازی
• دی‌سریال‌سازی
• JSON
• XML
• ذخیره داده
• انتقال داده
• برنامه‌نویسی

سوال: آیا سریال‌سازی همیشه ضروری است؟

جواب: نه. اگر فقط با داده‌ها توی یه برنامه کار می‌کنین و نیازی به ذخیره یا انتقال اونها ندارین، نیازی به سریال‌سازی ندارین. اما اگر می‌خواین داده‌ها رو ذخیره کنین، ارسال کنین، یا بین سیستم‌های مختلف به اشتراک بذارین، سریال‌سازی ضروریه.

سوال: چه فرمت سریال‌سازی بهترینه؟

جواب: بهترین فرمت سریال‌سازی بستگی به نیازهای شما داره. اگر به یه فرمت سبک و خوانا نیاز دارین، JSON یه انتخاب خوبه. اگر به انعطاف‌پذیری بیشتری نیاز دارین، XML می‌تونه مناسب باشه. اگر سرعت براتون مهمه و خوانایی خیلی مهم نیست، سریال‌سازی باینری گزینه بهتریه. در کل باید نیازهی پروژه خود را در نظر گرفت.

سوال: آیا سریال‌سازی مشکلاتی هم داره؟

جواب: بله. یکی از مشکلات سریال‌سازی اینه که میتونه باعث ایجاد آسیب‌پذیری‌های امنیتی بشه. اگر یه هکر بتونه یه جریان بایت‌های مخرب رو به برنامه شما بفرسته، ممکنه بتونه برنامه رو به طور ناخواسته تغییر بده یا حتی کنترل کنه. به همین دلیل، باید خیلی مراقب باشین که چه داده‌هایی رو سریالیزه میکنین و چطوری اونها رو دی‌سریالیزه میکنین.

سول: آیا امکان ذخیره سازی توابع و متود ها هم امکان پذیره؟

جواب: به طور کلی خیر. هدف از سریالیزاسیون ذخیره وضعیت(State) یک آبجکت است. متود ها رفتار(behaviour) یک آبجکت را تعریف میکنند و نیازی به ذخیره ندارند چون به همراه کلاس تعریف شده اند.