シリアル化

CとC++ は、高レベルの構造としてシリアライゼーションを提供していませんが、どちらの言語も、組み込みのデータ型や通常のデータ構造体をバイナリ データとして書き込むことをサポートしています。そのため、カスタム シリアライゼーション 関数を作成するのは通常簡単です。さらに、C++ 用の ODB ORMシステムやC および C++ 用のgSOAPツールキットなどのコンパイラ ベースのソリューションは、クラス宣言をほとんどまたはまったく変更することなく、シリアライゼーション コードを自動的に生成できます。その他の一般的なシリアライゼーション フレームワークには、 Boost FrameworkのBoost.Serialization ^{[ 7 ]}、S11n フレームワーク^{[ 8 ]} 、および Cereal ^{[ 9 ]}があります。MFCフレームワーク(Microsoft) も、ドキュメント ビュー アーキテクチャの一部としてシリアライゼーションの方法論を提供しています。

C++26でリフレクティブ プログラミングが導入されたことで、シリアライゼーションが大幅に簡素化されました。リフレクションにより、例えばJSON を対応する構造を持つデータにコンパイル時にシリアライズすることが可能になりました。^{[ 10 ]}struct

CFMLでは、タグを使用してデータ構造をWDDXにシリアル化し<cfwddx>、SerializeJSON()関数を使用してJSONにシリアル化できます。

Delphiには、コンポーネント（永続オブジェクトとも呼ばれる）をシリアル化するための組み込みメカニズムが用意されており、IDEと完全に統合されています。コンポーネントの内容はDFMファイルに保存され、実行時に自動的に再読み込みされます。

Go はJSONおよびXMLデータのアンマーシャリング/マーシャリングをネイティブにサポートしています。^{[ 11 ]}また、 YAML ^{[ 12 ]}およびProtocol Buffers ^{[ 13 ]}をサポートするサードパーティ モジュールもあります。GoはGobsもサポートしています。^{[ 14 ]}

Haskell では、Read 型クラスと Show型クラスのメンバーである型に対してシリアライゼーションがサポートされています。型クラスのメンバーであるすべての型は、Readダンプされたデータの文字列表現からデータを抽出する関数を定義します。Show型クラスには、showオブジェクトの文字列表現を生成できる関数が含まれています。プログラマは関数を明示的に定義する必要はありません。型が Read または Show を派生している、あるいはその両方を派生していると宣言するだけで、コンパイラは多くの場合 (ただしすべてではありません。たとえば、関数型は Show または Read を自動的に派生することはできません) 適切な関数を生成できます。Show の自動生成されたインスタンスも有効なソース コードを生成するため、たとえば Haskell インタプリタで show によって生成されたコードを実行することで、同じ Haskell 値を生成できます。^{[ 15 ]}より効率的なシリアライゼーションのために、バイナリ形式での高速シリアライゼーションを可能にする haskell ライブラリがあります。たとえば、 binaryなどです。

Java は自動シリアライゼーションを提供しており、そのためにはオブジェクトがインターフェースを実装してマークする必要があります。インターフェースを実装すると、クラスが「シリアライズ可能」とマークされ、Java が内部的にシリアライゼーションを処理します。インターフェースにはシリアライゼーション メソッドは定義されていませんが、シリアライズ可能なクラスは、特定の特別な名前とシグネチャを持つメソッドをオプションで定義できます。これらのメソッドが定義されている場合、シリアライゼーション/デシリアライゼーション プロセスの一部として呼び出されます。また、この言語では、オブジェクトの状態を保存および復元するために使用される 2 つの特別なメソッドを含む別のインターフェースであるインターフェースを実装することで、開発者がシリアライゼーション プロセスをより徹底的にオーバーライドすることもできます。オブジェクトがデフォルトではシリアライズ可能ではなく、Java のシリアライゼーション メカニズムにアクセスするためにインターフェースを実装する必要がある主な理由は 3 つあります。まず、すべてのオブジェクトがシリアライズされた状態で有用なセマンティクスを捉えるわけではありません。たとえば、オブジェクトは現在のJVMの状態に結び付けられています。デシリアライズされたオブジェクトが有用なセマンティクスを維持するコンテキストはありません。次に、オブジェクトのシリアライズされた状態は、そのクラスの互換性契約の一部を形成します。シリアライズ可能なクラスのバージョン間の互換性を維持するには、追加の労力と検討が必要です。したがって、クラスをシリアライズ可能にすることは、意図的な設計上の決定である必要があり、デフォルトの条件であってはなりません。最後に、シリアライズにより、それ以外の方法ではアクセスできないクラスの非一時的プライベート メンバーにアクセスできるようになります。機密情報 (たとえば、パスワード) を含むクラスは、シリアライズ可能でも外部化可能でもあってはなりません。^{[ 16 ] : 339–345}標準のエンコード方式では、オブジェクトのクラス記述子とシリアライズ可能なフィールドの再帰的なグラフベースの変換を使用して、バイト ストリームに変換します。プリミティブと非一時的、非静的参照オブジェクトは、ストリームにエンコードされます。シリアライズされたオブジェクトによって、としてマークされていないフィールドを介して参照される各オブジェクトもシリアライズする必要があります。非一時的オブジェクト参照の完全なグラフ内のオブジェクトのいずれかがシリアライズ可能でない場合、シリアライズは失敗します。開発者は、オブジェクトを一時オブジェクトとしてマークするか、オブジェクトのシリアライゼーションを再定義して参照グラフの一部を切り捨ててシリアライズしないようにすることで、この動作に影響を与えることができます。Java はコンストラクタを使用してオブジェクトをシリアライズしません。Java オブジェクトはJDBCを介してシリアライズしてデータベースに保存できます。 ^{[ 17 ]} Swingでは、java.io.SerializableSerializableExternalizableSerializableThreadThreadtransientコンポーネントはSerializableインターフェースを実装していますが、Java仮想マシンの異なるバージョン間での移植性は保証されていません。そのため、Swingコンポーネント、またはそれを継承するコンポーネントはバイトストリームにシリアル化できますが、別のマシンでそれが再現可能であることは保証されません。

ECMAScript 5.1以降、^{[ 18 ]} JavaScriptには組み込みJSONオブジェクトとそのメソッドJSON.parse()とが含まれていますJSON.stringify()。JSONは元々JavaScriptのサブセットに基づいていますが、^{[ 19 ]} JSONが有効なJavaScriptではない境界ケースがあります。具体的には、JSONでは引用符で囲まれた文字列内でUnicodeの行区切り文字U+2028 LINE SEPARATORとU+2029 PARAGRAPH SEPARATORがエスケープされずに表示されることを許可していますが、ECMAScript 2018以前では許可されていません。^{[ 20 ] [ 21 ]} JSONのメイン記事を参照してください。

Julia はserialize()/モジュールを介してシリアライゼーションを実装しておりdeserialize()、^{[ 22 ]}同じバージョンの Julia 内、または同じシステム イメージのインスタンス内で動作することを想定しています。^{[ 23 ]}パッケージHDF5.jlは、文書化されたフォーマットとさまざまな言語用のラッパーを備えた共通ライブラリを使用することで、より安定した代替手段を提供します。^{[ 24 ]}一方、デフォルトのシリアライゼーション フォーマットは、ネットワーク通信で最大限のパフォーマンスを発揮することを念頭に置いて設計されたと考えられています。^{[ 25 ]}

一般的に、Lisp のデータ構造は、関数 "readとprint" でシリアル化できます。たとえば、配列のリストを含む変数 foo は、 で出力されます(print foo)。同様に、オブジェクトは、 で s という名前のストリームから読み取ることができます(read s)。Lisp 実装のこれら 2 つの部分は、プリンタとリーダーと呼ばれます。 " の出力はprint人間が読める形式です。たとえば、 のように括弧で囲まれたリストを使用します。Common Lispを含む多くのタイプの Lisp では、プリンタはすべてのタイプのデータを表現することはできません。これは、どのように表現すればよいかが明確ではないためです。たとえば、Common Lisp では、プリンタは CLOS オブジェクトを出力できません。代わりに、プログラマは汎用関数 にメソッドを記述できます。これは、オブジェクトが出力されるときに呼び出されます。これは、Ruby で使用されるメソッドと多少似ています。Lisp コード自体は、読み取り構文と呼ばれるリーダーの構文で記述されます。ほとんどの言語は、コードとデータを処理するために別々の異なるパーサーを使用しますが、Lisp は 1 つだけを使用します。 Lispコードを含むファイルは、データ構造としてメモリに読み込まれ、別のプログラムによって変換された後、実行または書き出される可能性があります。例えば、読み込み・評価・出力ループなどがこれに該当します。ただし、すべてのリーダー/ライターが循環構造、再帰構造、または共有構造をサポートしているわけではありません。(42.9"x"y)print-object

.NETには、 Microsoftが設計したシリアライザーがいくつかあります。サードパーティ製のシリアライザーも多数あります。12 種類以上のシリアライザーが、Wayback Machineに 2015 年 5 月 8 日にアーカイブされたこちらの記事^{[ 26 ]}およびこちらの記事^{[ 27 ]で議論され、テストされています。}

OCamlの標準ライブラリは、Marshalモジュール^{[ 3 ]}と Pervasives 関数output_valueおよびを介してマーシャリングを提供しますinput_value。OCaml プログラミングは静的に型チェックされますが、Marshalモジュールの使用は、アンマーシャリングされたストリームが期待される型のオブジェクトを表しているかどうかを確認する方法がないため、型の保証を破る可能性があります。OCaml では、関数または関数を含むデータ構造 (たとえば、メソッドを含むオブジェクト) をマーシャリングするのは困難です。関数内の実行可能コードは、異なるプログラム間で転送できないためです。(関数のコード位置をマーシャリングするためのフラグがありますが、まったく同じプログラム内でのみアンマーシャリングできます)。標準のマーシャリング関数は、共有を維持し、循環データを処理できます。これは、フラグによって構成できます。

CPANから入手できるPerlモジュールのいくつかには、シリアライズ メカニズムが備わっており、、、 などが含まれます。 Storable には、Perl データ構造をファイルまたは Perl スカラーにシリアライズおよびデシリアライズする関数が含まれています。 ファイルに直接シリアライズするだけでなく、 には、スカラーにパックされたデータのシリアライズされたコピーを返す関数と、そのようなスカラーをデシリアライズする関数が含まれています。 これは、複雑なデータ構造をネットワーク ソケット経由で送信したり、データベースに保存したりする場合に役立ちます。 で構造をシリアライズする場合、ネットワーク セーフな関数があり、速度を少し犠牲にするだけで、常にどのコンピュータでも読み取り可能な形式でデータを保存します。 これらの関数は、、 などと名付けられています。 これらの構造をデシリアライズするための「n」関数はありません。通常のおよび は、「」関数とそのマシン固有の同等物でシリアライズされた構造をデシリアライズします。StorableJSON::XSFreezeThawStorablefreezethawStorablenstorenfreeze thawretrieven

PHP は当初、組み込み関数serialize()とunserialize()関数を使用してシリアライゼーションを実装していました。^{[ 28 ]} PHP は、リソース (ファイル ポインタ、ソケットなど) を除くすべてのデータ型をシリアライズできます。組み込み関数は、unserialize()完全に信頼できないデータに使用すると危険な場合がよくあります。^{[ 29 ]}オブジェクトの場合、クラス内に実装できる 2 つの「マジック メソッド」であると があり、それぞれと から呼び出され、オブジェクトをクリーンアップおよび復元できます。たとえば、シリアライズ時にデータベース接続を閉じ、デシリアライズ時に接続を復元することが望ましい場合があります。この機能は、これら 2 つのマジック メソッドで処理されます。また、オブジェクトがどのプロパティをシリアライズするかを選択することもできます。PHP 5.1 以降、オブジェクト用のオブジェクト指向シリアライゼーション メカニズムであるインターフェースがあります。^{[ 30 ]} __sleep()__wakeup() serialize()unserialize()Serializable

Prologの項構造は、この言語の唯一のデータ構造であり、組み込み述語 を介してシリアル化して出力できwrite_term/3、組み込み述語read/1およびを介してシリアル化して入力できますread_term/2。結果として得られるストリームは、圧縮されていないテキスト (ターゲット ストリームの設定によって決定される何らかのエンコーディング) であり、項内の自由変数はプレースホルダー変数名で表されます。述語 は、Prolog の ISO 仕様write_term/3(ISO/IEC 13211-1) の 59 ページ以降 (「項の記述、§ 7.10.5」)で標準化されています。したがって、ある実装によってシリアル化された項は、曖昧さや予期せぬ事態なしに別の実装によってシリアル化して入力できることが期待されます。実際には、実装固有の拡張機能 (たとえば、SWI-Prolog の辞書) は非標準の項構造を使用する可能性があるため、エッジ ケースでは相互運用性が損なわれる可能性があります。例として、SWI-Prolog、^{[ 31 ]} SICStus Prolog、^{[ 32 ]} GNU Prolog の対応するマニュアル ページを参照してください。^{[ 33 ]}ネットワーク経由で受信したシリアライズされた用語が仕様と照合されるかどうか、またどのように照合されるか（文字ストリームからの逆シリアライズが行われた後）は実装者に委ねられています。その段階では、Prolog の組み込みの確定節文法を適用できます。

コアとなる一般的なシリアライゼーション メカニズムはpickle標準ライブラリモジュールであり、データベース システム用語のpickling ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]}にちなんで、データのシリアライゼーション (デシリアライゼーションの場合はunpickle ) を説明しています。 Pickle は、オブジェクトを再構築するために使用される命令を記録するシンプルなスタック ベースの仮想マシンを使用します。 これは、クロス バージョンでカスタマイズ可能ですが、安全ではない (誤ったデータや悪意のあるデータに対して安全ではない) シリアライゼーション フォーマットです。 不正な形式または悪意を持って構築されたデータにより、デシリアライザが任意のモジュールをインポートして任意のオブジェクトをインスタンス化する可能性があります。^{[ 37 ] [ 38 ]}標準ライブラリには、標準データ フォーマットにシリアライズするモジュールも含まれています。(基本的なスカラー型とコレクション型の組み込みサポートがあり、エンコードおよびデコード フックを介して任意の型をサポートできます)。 (バイナリ形式と XMLプロパティ リスト形式の両方をサポート)。(RFC 1014 で説明されている外部データ表現 (XDR) 標準をサポート)。最後に、オブジェクトは適切な環境で評価可能であることが推奨されており、Common Lisp の とほぼ一致します。すべてのオブジェクト型が自動的に pickle 化されるわけではありません。特に、ファイル ハンドルなどのオペレーティングシステムリソースを保持するオブジェクトはそうではありませんが、ユーザーはカスタムの「削減」関数と構築関数を登録して、任意の型の pickle 化と unpickle 化をサポートできます。 Pickle は元々純粋な Pythonモジュールとして実装されましたが、Python 3.0 より前のバージョンでは、モジュール (組み込み) によりパフォーマンスが向上しています (最大 1000 倍高速^{[ 37 ]} )。 はUnladen Swallowプロジェクトから採用されました。 Python 3 では、ユーザーは常に標準バージョンをインポートする必要があります。これは、高速化されたバージョンをインポートしようとして、純粋な Python バージョンにフォールバックします。^{[ 39 ]}jsonplistlibxdrlib__repr__print-objectpicklecPicklecPickle

Rdputには、R オブジェクトの ASCII テキスト表現をファイルまたは接続に書き込む関数があります。表現は、を使用してファイルから読み取ることができますdget。^{[ 40 ]}より具体的には、関数はserializeR オブジェクトを接続にシリアル化し、出力は 16 進数形式でコード化された生ベクトルになります。関数を使用するとunserialize、接続または生ベクトルからオブジェクトを読み取ることができます。^{[ 41 ]}

REBOLはファイル ( save/all) またはstring!( ) にシリアル化します。文字列とファイルは、多態mold/all関数を使用して逆シリアル化できます。は、プロトコル バッファを使用して R での言語間データシリアル化を提供します。^{[ 42 ]}loadRProtoBuf

Ruby には、標準の Unix ユーティリティやに似たMarshal2 つのメソッドと を含むdump標準モジュールが含まれています。これらのメソッドは標準クラスにシリアライズされ、実質的にバイト列になります。一部のオブジェクトはシリアライズできません (シリアライズすると例外が発生します)。バインディング、プロシージャ オブジェクト、クラス IO のインスタンス、シングルトン オブジェクト、およびインターフェースです。クラスがカスタム シリアライズを必要とする場合 (たとえば、ダンプ / リストア時に特定のクリーンアップ アクションを実行する必要がある場合)、2 つのメソッドと を実装することで実現できます。インスタンスメソッドは、このクラスのオブジェクトと、整数パラメータとして指定された最大深度までのすべての参照オブジェクトを再構成するために必要なすべての情報を含むオブジェクトを返す必要があります(値が -1 の場合は、深度チェックを無効にする必要があります)。クラス メソッドはを受け取り、このクラスのオブジェクトを返す必要があります。loaddumprestoreStringTypeError_dump_load_dumpString_loadString

Serdeは、 Rustにおけるシリアライゼーションのための最も広く使用されているライブラリまたはクレートであり、Serializeおよび特性を提供しますDeserialize。

一般的に、非再帰的かつ非共有のオブジェクトは、storeOn:/readFrom:プロトコルを使用して人間が読める形式で保存および取得できます。このstoreOn:メソッドは、を使用して評価すると元のオブジェクトを再現する Smalltalk 式のテキストを生成しますreadFrom:。このスキームは、データ自体ではなくオブジェクトの手続き的記述を使用するという点で特殊です。そのため、非常に柔軟で、クラスがよりコンパクトな表現を定義できます。ただし、元の形式では、循環データ構造を処理したり、共有参照の同一性を保持したりしません (つまり、単一のオブジェクトへの 2 つの参照は、同一ではない 2 つのコピーへの参照として復元されます)。このために、さまざまな移植可能な代替手段と移植不可能な代替手段が存在します。それらのいくつかは、特定の Smalltalk 実装またはクラス ライブラリに固有のものです。Squeak Smalltalkでは、オブジェクトをシリアライズして保存する方法がいくつかあります。最も簡単でよく使用されるのはstoreOn:/readFrom:、シリアライザに基づくバイナリ ストレージ フォーマットですSmartRefStream。さらに、バンドルされたオブジェクトは、を使用して保存および取得できますImageSegments。どちらも、いわゆる「バイナリオブジェクトストレージフレームワーク」を提供しており、コンパクトなバイナリ形式へのシリアル化とそこからの取得をサポートしています。どちらも、循環構造、再帰構造、共有構造、クラスおよびメタクラス情報のストレージ/取得を処理し、「オンザフライ」オブジェクト移行（つまり、異なるオブジェクトレイアウトを持つ古いバージョンのクラスによって書き込まれたインスタンスを変換する）のメカニズムを含んでいます。APIは似ていますが（storeBinary/readBinary）、エンコードの詳細が異なるため、これら2つの形式は互換性がありません。ただし、Smalltalk/Xコードはオープンソースで無料であり、他のSmalltalkにロードして、異なる方言のオブジェクト交換を可能にすることができます。オブジェクトのシリアル化は、ANSI Smalltalk仕様の一部ではありません。そのため、オブジェクトをシリアル化するコードは、Smalltalkの実装によって異なります。結果として得られるバイナリデータも異なります。たとえば、Squeak Smalltalkで作成されたシリアル化されたオブジェクトは、Ambrai Smalltalkでは復元できません。したがって、オブジェクトのシリアル化に依存する複数のSmalltalk実装で動作するさまざまなアプリケーションは、これらの異なる実装間でデータを共有できません。これらのアプリケーションには、MinneStore オブジェクト データベース^{[ 43 ]}やいくつかのRPCパッケージが含まれます。この問題の解決策は SIXX ^{[ 44 ]}であり、これは複数の Smalltalk 用のパッケージで、シリアル化にXMLベースのフォーマットを使用します。

Swift標準ライブラリは、2 つのプロトコルと( として組み合わせられる) を提供しており、これらにより、準拠する型のインスタンスをJSON、プロパティ リスト、またはその他の形式にシリアル化したり、それらから逆シリアル化したりできます。^{[ 45 ]}これらのプロトコルのデフォルト実装は、格納プロパティが またはでもある型に対してコンパイラによって生成できます。EncodableDecodableCodableDecodableEncodable

PowerShell は、組み込みのコマンドレットを使用してシリアル化を実装しますExport-CliXML。Export-CliXMLは .NET オブジェクトをシリアル化し、結果の XML をファイルに保存します。 オブジェクトを再構成するには、エクスポートされたファイルの XML から逆シリアル化されたオブジェクトを生成するコマンドレットを使用します。 逆シリアル化されたオブジェクトは、しばしば「プロパティバッグ」と呼ばれますが、ライブオブジェクトではありません。プロパティはありますがメソッドはないスナップショットです。 2 次元データ構造も、組み込みのコマンドレットとを使用してCSVImport-CliXML形式でシリアル化または逆シリアル化できます。Import-CSVExport-CSV