C++ 序列化的良好设计

Question

我目前正在寻找一个好的 OO 设计来序列化 C++/Qt 应用程序。
想象一下基于树形结构组织的应用程序的类，使用 Composite-Pattern 实现，如下图所示。

我想到的两个可能的原则：

1.)
将 save()/load() 函数放在每个必须可序列化的类中。 如果多次看到这种情况，通常使用 boost 来实现。 在课堂上的某个地方，您会发现类似这样的内容：

friend class boost::serialization::access;
template<class Archive>
void serialize(Archive & ar, const unsigned int version)
{
    ar & m_meber1;
}

你也可以把它分成 save() 和 load()。 但这种方法的缺点是：
如果您想在两个月后更改序列化（到 XML、HTML 或一些非常奇怪的东西，boost 不支持），您必须采用所有数千个类。 在我看来，这不是一个好的 OO 设计。
如果您想同时支持不同的序列化（XML、二进制、ASCII 等），那么 80% 的 cpp 仅用于序列化函数。

2.)
我知道 boost 还提供了序列化的非侵入式版本

"http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/libs/serialization/doc/tutorial.html"

所以另一种方法是实现一个迭代器，它迭代复合树结构并序列化每个对象（以及一个用于反序列化的迭代器）
（我认为这是 .NET-Framework 的 XmlSerializer-Class 所做的，但我对 .NET 并不熟悉）
这听起来更好，因为单独的 save() 和 load() 并且如果序列化发生更改，只有一个位置可以更改。
所以这听起来更好，但是：
- 您必须为要序列化的每个参数提供一个 setter() 和一个 getter()。 （所以，不再有私有数据了。（这是好还是坏？））
- 您可以在复合树上挂起较长的继承层次结构（超过 5 个类）。
那么如何调用派生类的setter()/getter()呢？ 只能调用基础 Composite-Component 的接口函数时。

另一种方法是将对象数据序列化为单独的抽象格式。 所有可能的后续序列化（XML、TEXT、任何可能的）都从中获取数据。 一个想法是将其序列化为 QDomNode。 但我认为额外的抽象会降低性能。

所以我的问题是：
有谁知道用于序列化的好的 OO 设计？
也许来自其他编程语言，如 JAVA、Python、C# 等等......

谢谢。

Answer 1

注意序列化。

序列化是对内存中的表示进行快照并在以后恢复它。

这一切都很好，只是当您考虑使用较新版本的软件（向后兼容性）或（上帝保佑）最近加载以前存储的快照时，它开始在接缝处磨损使用旧版本软件存储的快照（向前兼容性）。

许多结构可以轻松处理向后兼容性，但向前兼容性要求您的新格式非常接近其先前的迭代：基本上，只需添加/删除一些字段但保持相同的整体结构。

问题在于，出于性能原因，序列化倾向于将磁盘结构与内存表示联系起来；更改内存中的表示然后需要弃用旧存档（和/或迁移实用程序）。

另一方面，messaging 系统（这就是 google protobuf 就是这样）是关于将交换的消息结构与内存中的表示分离，以便您的应用程序保持灵活性。

因此，您首先需要选择是实现序列化还是消息传递。

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现在您可以在类内或类外编写保存/加载代码是对的。这又是一个权衡：

• 类内代码可以立即访问所有成员，通常更高效、更直接，但灵活性较差，因此它与序列化密切相关
• 类外代码需要间接访问（getter、访问者层次结构），效率较低，但更灵活，因此与消息传递密切相关

请注意，隐藏状态没有缺点。 class 没有（真正的）隐藏状态：

• 缓存（mutable 值）就是这样，它们可以放心丢失
• 隐藏类型（想想FILE* 或其他句柄）通常可以通过其他方式恢复（例如序列化文件名）
• ...

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我个人将两者混合使用。

• 缓存是为当前版本的程序编写的，并在v1 中使用快速（反）序列化。编写新代码以同时使用v1 和v2，并默认写入v1，直到之前的版本消失；然后切换到写v2（假设它很容易）。有时，大规模重构会使向后兼容变得过于痛苦，我们此时将其扔在地上（并增加主要数字）。
• 另一方面，与其他应用程序/服务的交换和更持久的存储（数据库或文件中的 blob）使用消息传递，因为我不想在未来 10 年内将自己束缚在特定的代码结构中。

注意：我正在研究服务器应用程序，所以我的建议反映了这种环境的细节。我想客户端应用程序必须永远支持旧版本......