自行开发高效精简的二进制序列化库（支持精简框架集）
在06年开发基于Window CE的嵌入式组态软件时就曾遇到序列化问题，由于程序运行在Window CE平台，其上的.Net Compact Framework仅支持XML序列化，而XML序列化不仅序列化后的体积较大，而且执行时间较长（参见我以前写的文章：嵌入式组态环境升级及XML反序列化慢的困惑、如何加速XML反序列化(精简框架集2.0SP1,WinCE4.2)）。
而当时支持.Net Compact Framework的二进制序列化就是CompactFormatter（参见黎波的文章： 在.NET Compact Framework 2.0 中使用序列化）了，由于是第三方所开发，功能上尚不完善，故没有选用。
前段时间看MSN Direct代码，发现使用.Net Micro Framework二进制序列化后的广播数据比较小，并且速度快。所以想办法把相关代码做了平台移植，可没有想到的是在.net micro Framework和.Net Framework中都可以正常运行的代码，在.NET Compact Framework中竟然不能运行（主要是对Assembly操作的相关函数支持不够）。
由于目前在.Net Compact Framework开发的应用逐渐增多，并且最近也打算升级原先开发的嵌入式组态软件，经过再三考虑决定自行开发支持精简框架集的二进制序列化（说明：.Net Micro Framework平台上的二进制序列化，由于运行在ARM系列的CPU上，会考虑一些大小端的问题，所以多于一个byte的值变量都要进行特殊处理，速度相对较慢，不过.Net Micro Framework二进制序列化的优点是，支持bit序列化（bool变量按位存取，也可以为其它变量指定位数），所以它的序列化结果是最精简的）。
有.Net Micro Framework二进制序列化代码做参考，所以自行开发一个支持精简框架集二进制序列化库，并不是一件特别繁杂和痛苦的事:-）
在开发二进制序列化之前，对要完成的二进制序列化库，有以下几方面的考虑：
一、速度要快；
二、体积要小；
三、要支持自定义序列化；
针对第一点，故舍弃了.Net Micro Framework二进制序列化的bit序列化支持，并且精简了一些功能，比如仅支持原生数据类型的一维数组序列化，仅支持ArrayList，不支持泛型，此外不自行反射Assembly中的Type，和.Net Compact Framework 的XML序列化一样，需要开发者从外部传入Type列表；
针对第二点采用了很多.Net Micro Framework的二进制序列化思想，如序列化后的数据中不保存Type 的完整的名字，仅保存该名字的4个字节的哈希值，字符串的长度和数组长度用变长的1~4个字节的空间来保存，多个对象引用相同，仅保存首个对象等等；
而第三点主要和我开发的嵌入式组态功能相关，大量的图元派生于基类图元，而基类中的大量属性，在不同的图元中用到的都不同，如果一概而论全部序列化，则结果会比较大，而采用自定义序列化就能很好地解决这个问题。此外值得一提的是.Net Micro Framework二进制序列化和.Net Compact Framework XML序列化都不支持该功能。
用了我大约4天的时间，终于完成了.Net Compact Framework 二进制序列化的第一版V0.1，目前测试的结果还是令人满意的（以下结果是在windows平台下测试的，循环执行100次）。
1、.Net Micro Framework binary serialize
Data Length : 103 byte
Serialize Time : 46 ms
Deserialize Time : 46 ms
2、.Net Compact Framework xml serialize
Data Length : 998 byte
Serialize Time : 31545 ms
Deserialize Time : 34092 ms
3、CompactFormatterPlus binary serialize
Data Length : 1598 byte
Serialize Time : 103 ms
Deserialize Time : 132 ms
4、.Net Framework binary serialize
Data Length : 828 byte
Serialize Time : 18 ms
Deserialize Time : 17 ms
5、Yefan binary serialize
Data Length : 113 byte
Serialize Time : 8 ms
Deserialize Time : 8 ms
由以上可以看出，除了在体积上稍稍大于.Net Micro Framework的二进制序列化外，和其它序列化后的结果相比，几乎相差一个数量级，此外执行时间是最小的，并且其它相比，是几个数量级的差别。
在开发二进制序列化过程中发现，.Net Compact Framework xml和CompactFormatterPlus都不支持循环引用，如下面的类：
Class Test1
{
Public int v1=0;
Public Object o=null;
}
Test1 t=new Test1();
t.o=t; //为自身
如果对t序列化，则.Net Compact Framework xml和CompactFormatterPlus都会出现异常，此外对CompactFormatterPlus，如果enum类型的基础类型不是默认的int型，也会抛出异常，如下面的枚举：
Enum Test：byte {one ,two};
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using System.Collections;
using System.IO;
using System.Xml.Serialization;
namespace CETest
{
public partial class frmTest : Form
{
public frmTest()
{
InitializeComponent();
}
private void btnTest_Click(object sender, EventArgs e)
{
#region 类型定义
Type[] Types = new Type[] { typeof(TestClass), typeof(TestClass1), typeof(TestClass2), typeof(Color) };
TestClass t1 = new TestClass();
t1.v1 = 11;
t1.v2 = 22;
t1.v3 = "33";
t1.v4[1] = 44;
t1.v5[0] = "55";
t1.v6 = TestClass.enumtest.enum2;
t1.V7 = 77;
t1.v8.v1 = 88;
t1.v9 = new TestClass2();
t1.v9.v1 = 99;
t1.v10 = t1.v9; //t1 循环引用
TestClass1 t11 = new TestClass1();
//t11.v2.Add(t1); //t1 循环引用
t11.v2.Add(3);
t11.v2.Add(5);
t11.v1_base = 123;
TestClass2 t22 = new TestClass2();
t1.v11.Add(t11);
t1.v11.Add(t22);
t1.v11.Add(1);
//t1.v12 = Color.Green;
#endregion
string strInfo = "";
Application.DoEvents();
long start = 0;
double tk1 = 0, tk2 = 0;
byte[] bytData = null;
int Count = 1;
//if (chkXML.Checked)
{
start = DateTime.Now.Ticks;
for (int i = 0; i < Count; i++)
{
MemoryStream ms = new MemoryStream();
XmlSerializer xmls = new XmlSerializer(typeof(TestClass), Types);
xmls.Serialize(ms, t1);
bytData = ms.ToArray();
ms.Close();
}
tk1 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
start = DateTime.Now.Ticks;
for (int i = 0; i < Count; i++)
{
MemoryStream ms = new MemoryStream(bytData);
XmlSerializer xmls = new XmlSerializer(typeof(TestClass), Types);
TestClass obj2 = (TestClass)xmls.Deserialize(ms);
ms.Close();
}
tk2 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
strInfo += ShowInfo(".Net Compact Framework xml serialize", bytData.Length, tk1, tk2);
}
//if (chkCF.Checked)
//{
// start = DateTime.Now.Ticks;
// for (int i = 0; i < Count; i++)
// {
// MemoryStream ms = new MemoryStream();
// CompactFormatter.CompactFormatter cf = new CompactFormatter.CompactFormatter();
// cf.Serialize(ms, t1);
// bytData = ms.ToArray();
// ms.Close();
// }
// tk1 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
// start = DateTime.Now.Ticks;
// for (int i = 0; i < Count; i++)
// {
// MemoryStream ms = new MemoryStream(bytData);
// CompactFormatter.CompactFormatter cf = new CompactFormatter.CompactFormatter();
// TestClass obj3 = (TestClass)cf.Deserialize(ms);
// ms.Close();
// }
// tk2 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
// strInfo += ShowInfo("CompactFormatterPlus binary serialize", bytData.Length, tk1, tk2);
//}
//if (chkYFSoft.Checked)
{
start = DateTime.Now.Ticks;
for (int i = 0; i < Count; i++)
{
MemoryStream ms = new MemoryStream();
YFSoft.BinaryFormatter bf2 = new YFSoft.BinaryFormatter(Types);
bf2.Serialize(ms, t1);
bytData = ms.ToArray();
ms.Close();
}
tk1 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
start = DateTime.Now.Ticks;
for (int i = 0; i < Count; i++)
{
MemoryStream ms = new MemoryStream(bytData);
YFSoft.BinaryFormatter bf2 = new YFSoft.BinaryFormatter(Types);
TestClass obj4 = (TestClass)bf2.Deserialize(ms);
ms.Close();
}
tk2 = TimeSpan.FromTicks(DateTime.Now.Ticks - start).TotalMilliseconds;
strInfo += ShowInfo("Yefan binary serialize", bytData.Length, tk1, tk2);
}
txtInfo.Text = strInfo;
}
private string ShowInfo(string title, int length, double milliseconds1, double milliseconds2)
{
string strInfo = "";
strInfo += title + "\r\n";
strInfo += "Data Length : " + length.ToString() + "\r\n";
strInfo += "Serialize Time : " + milliseconds1.ToString() + " ms\r\n";
strInfo += "Deserialize Time : " + milliseconds2.ToString() + " ms\r\n\r\n";
return strInfo;
}
}
[Serializable]
public class TestClassBase
{
public int v1_base = 111;
public string v2_base = "222";
}
[Serializable]
public class TestClass1 : TestClassBase
{
public int v1 = 1;
public ArrayList v2 = new ArrayList();
}
[Serializable]
public class TestClass2
{
public byte v1 = 1;
public string v2 = "2";
}
[Serializable]
public class TestClass // :YFSoft.ISerializable
{
public int v1 = 1;
[NonSerialized]
public long v2 = 2;
public string v3 = "v3";
public int[] v4 = new int[3] { 0, 1, 2 };
public string[] v5 = new string[2] { "123", "456" };
public enum enumtest : int { enum0, enum1, enum2 }; //:byte
public enumtest v6 = enumtest.enum1;
private UInt16 v7;
public UInt16 V7 { get { return v7; } set { v7 = value; } }
public TestClass1 v8 = new TestClass1();
public TestClass2 v9 = null; // new TestClass2();
public object v10 = null;
public ArrayList v11 = new ArrayList();
//public Color v12 = Color.Red;
#region ISerializable 成员
//public void GetObjectData(YFSoft.SerializationInfo si)
//{
// v1 = si.GetInt32();
//}
//public void SetObjectData(YFSoft.SerializationInfo si)
//{
// si.AddValue(v1);
//}
#endregion
}
}
