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深入了解PHP中的序列化和反序列化

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深入了解PHP中的序列化和反序列化


序列化

序列化格式

在PHP中，序列化用于存储或传递 PHP 的值的过程中，同时不丢失其类型和结构。

序列化函数原型如下：

  1. string serialize ( mixed $value )

先看下面的例子：

  1. class CC {
  2.     public $data;
  3.     private $pass; 
  4.     public function __construct($data, $pass)
  5.     {
  6.         $this->data = $data;
  7.         $this->pass = $pass;
  8.     }
  9. }
  10.  
  11. $number = 34;
  12. $str = 'uusama';
  13. $bool = true;
  14. $null = NULL;
  15. $arr = array('a' => 1, 'b' => 2);
  16. $cc = new CC('uu', true); 
  17.  
  18. var_dump(serialize($number));
  19. var_dump(serialize($str));
  20. var_dump(serialize($bool));
  21. var_dump(serialize($null));
  22. var_dump(serialize($arr));
  23. var_dump(serialize($cc));

输出结果为：

  1. string(5) "i:34;"
  2. string(13) "s:6:"uusama";"
  3. string(4) "b:1;"
  4. string(2) "N;"
  5. string(30) "a:2:{s:1:"a";i:1;s:1:"b";i:2;}"
  6. string(52) "O:2:"CC":2:{s:4:"data";s:2:"uu";s:8:" CC pass";b:1;}"

所以序列化对于不同类型得到的字符串格式为：

String : s:size:value;

Integer : i:value;

Boolean : b:value;(保存1或0)

Null : N;

Array : a:size:{key definition;value definition;(repeated per element)}

Object : O:strlen(object name):object name:object size:{s:strlen(property name):property name:property definition;(repeated per property)}

序列化对象

从上面的例子中我们可以看出序列化对象的时候，只会保存属性值。

那么对象中的常量会不会保存呢？

如果是继承，父类的变量会不会保存呢

  1. class CB {
  2.     public $CB_data = 'cb';
  3. } 
  4.  
  5. class CC extends CB{
  6.     const SECOND = 60; 
  7.     
  8.     public $data;
  9.     private $pass;
  10.     
  11.     public function __construct($data, $pass)
  12.     {
  13.         $this->data = $data;
  14.         $this->pass = $pass;
  15.     } 
  16.     
  17.     public function setPass($pass)
  18.     {
  19.         $this->pass = $pass;
  20.     }
  21. }
  22. $cc = new CC('uu', true);
  23.  
  24. var_dump(serialize($cc));

输出结果为：

  1. string(75) "O:2:"CC":3:{s:4:"data";s:2:"uu";s:8:" CC pass";b:1;s:7:"CB_data";s:2:"cb";}"

显然，序列化对象时，不会保存常量的值。对于父类中的变量，则会保留。


对象序列化自定义

在序列化对象的时候，对于对象中的一些敏感属性，我们不需要保存，这又该如何处理呢？

当调用serialize()函数序列化对象时，该函数会检查类中是否存在一个魔术方法__sleep()。如果存在，该方法会先被调用，然后才执行序列化操作。可以通过重载这个方法，从而自定义序列化行为。该方法原型如下：

  1. public array __sleep ( void )

该方法返回一个包含对象中所有应被序列化的变量名称的数组

该方法未返回任何内容，则 NULL 被序列化，并产生一个E_NOTICE级别的错误

__sleep()不能返回父类的私有成员的名字。这样做会产生一个E_NOTICE级别的错误。这时只能用Serializable接口来替代。

常用于保存那些大对象时的清理工作，避免保存过多冗余数据

看下面的例子：

  1. class User{
  2.     const SITE = 'uusama'; 
  3.     
  4.     public $username;
  5.     public $nickname;
  6.     private $password; 
  7.     
  8.     public function __construct($username, $nickname, $password)
  9.     {
  10.         $this->username = $username;
  11.         $this->nickname = $nickname;
  12.         $this->password = $password;
  13.     } 
  14.     
  15.     // 重载序列化调用的方法
  16.     public function __sleep()
  17.     {
  18.         // 返回需要序列化的变量名，过滤掉password变量
  19.         return array('username', 'nickname');
  20.     }
  21. }
  22. $user = new User('uusama', 'uu', '123456');
  23. var_dump(serialize($user));

返回结果如下，显然序列化的时候忽略了 password 字段的值。

  1. string(67) "O:4:"User":2:{s:8:"username";s:6:"uusama";s:8:"nickname";s:2:"uu";}"


序列化对象存储

通过上面的介绍，我们可以把一个复制的对象或者数据序列化成一个序列字符串，保存值的同事还保存了他们的结构。

我们可以把序列化之后的值保存起来，存在文件或者缓存里面。不推荐存在数据库里面，可读性查，而且不便于迁移维护，不便于查询。

  1. $user = new User('uusama', 'uu', '123456');
  2. $ser = serialize($user);
  3.  
  4. // 保存在本地
  5. file_put_contents('user.ser', $ser);

反序列化

使用方法

通过上面的讲解，我们可以将对象序列化为字符串并保存起来，那么如何把这些序列化后的字符串恢复成原样呢？PHP提供了反序列函数：

  1. mixed unserialize ( string $str )

unserialize()反序列化函数用于将单一的已序列化的变量转换回 PHP 的值。

如果传递的字符串不可解序列化，则返回 FALSE，并产生一个E_NOTICE

返回的是转换之后的值，可为integer``float、string、array或object

若被反序列化的变量是一个对象，在成功重新构造对象之后，PHP会自动地试图去调用__wakeup()成员函数（如果存在的话）

看下面的例子：

  1. class User{
  2.     const SITE = 'uusama'; 
  3.     
  4.     public $username;
  5.     public $nickname;
  6.     private $password;
  7.     private $order; 
  8.     
  9.     public function __construct($username, $nickname, $password)
  10.     {
  11.         $this->username = $username;
  12.         $this->nickname = $nickname;
  13.         $this->password = $password;
  14.     } 
  15.     
  16.     // 定义反序列化后调用的方法
  17.     public function __wakeup()
  18.     {
  19.         $this->password = $this->username;
  20.     }
  21. }
  22.  
  23. $user_ser = 'O:4:"User":2:{s:8:"username";s:6:"uusama";s:8:"nickname";s:2:"uu";}';
  24. var_dump(unserialize($user_ser));

输出结果为：

  1. object(User)#1 (4) {
  2.     ["username"]=>
  3.     string(6) "uusama"
  4.     ["nickname"]=>
  5.     string(2) "uu"
  6.     ["password":"User":private]=>
  7.     string(6) "uusama"
  8.     ["order":"User":private]=>
  9.     NULL
  10. }

可以得出以下结论：

__wakeup()函数在对象被构建以后执行，所以$this->username的值不为空

反序列化时，会尽量将变量值进行匹配并复制给序列化后的对象


未定义类的处理

在上面的例子中，我们在调用反序列化函数unserialize()之前，提前定义了User类，如果我们没有定义会怎么样呢？

  1. $user_ser = 'O:4:"User":2:{s:8:"username";s:6:"uusama";s:8:"nickname";s:2:"uu";}';
  2. var_dump(unserialize($user_ser));

这个例子中，我们没有定义任何的User类，反序列化正常执行，并没有报错，得到的结果如下：

  1. object(__PHP_Incomplete_Class)#1 (3) {
  2.     ["__PHP_Incomplete_Class_Name"]=>
  3.     string(4) "User"
  4.     ["username"]=>
  5.     string(6) "uusama"
  6.     ["nickname"]=>
  7.     string(2) "uu"
  8. }

注意对比之前定义了User类的结果，这儿反序列化得到的对象是__PHP_Incomplete_Class，并指定了未定义类的类名。

如果这个时候我们去使用这个反序列化后的不明对象，则会抛出E_NOTICE。这么看着不能用也不是办法，那么如何处理呢？有两种方案。

定义__autoload()等函数，指定发现未定义类时加载类的定义文件

可通过 php.ini、ini_set() 或 .htaccess 定义unserialize_callback_func。每次实例化一个未定义类时它都会被调用

以上两种方案的实现如下：

  1. // unserialize_callback_func 从 PHP 4.2.0 起可用
  2. ini_set('unserialize_callback_func', 'mycallback'); // 设置您的回调函数
  3. function mycallback($classname) 
  4. {
  5.    // 只需包含含有类定义的文件
  6.    // $classname 指出需要的是哪一个类
  7. }
  8.  
  9. // 建议使用下面的函数，代替__autoload()
  10. spl_autoload_register(function ($class_name) {
  11.     // 动态加载未定义类的定义文件
  12.     require_once $class_name . '.php';
  13. });

PHP预定义序列化接口Serializable

还记得上面在将序列化过程中遇到的：无法在__sleep()方法中返回父类对象的问题吗，方法就是实现序列化接口Serializable。

该接口的原型如下：

  1. Serializable {
  2.     abstract public string serialize ( void )
  3.     abstract public mixed unserialize ( string $serialized )
  4. }

需要注意的是，如果定义的类实现了Serializable接口，那么序列化和反序列化的时候，PHP就不会再去调用__sleep()方法和__wakeup()方法。

  1. class CB implements Serializable{
  2.     public $CB_data = '';
  3.     private $CB_password = 'ttt';
  4.  
  5.     public function setCBPassword($password)
  6.     {
  7.         $this->CB_password = $password;
  8.     }
  9.  
  10.     public function serialize()
  11.     {
  12.         echo __METHOD__ . "\n";
  13.         return serialize($this->CB_password);
  14.     }
  15.  
  16.     public function unserialize($serialized)
  17.     {
  18.         echo __METHOD__ . "\n";
  19.     }
  20. }
  21.  
  22. class CC extends CB {
  23.     const SECOND = 60;
  24.  
  25.     public $data;
  26.     private $pass;
  27.  
  28.     public function __construct($data, $pass)
  29.     {
  30.         $this->data = $data;
  31.         $this->pass = $pass;
  32.     }
  33.  
  34.     public function __sleep()
  35.     {
  36.         // 输出调用了该方法名
  37.         echo __METHOD__ . "\n";
  38.     }
  39.  
  40.     public function __wakeup()
  41.     {
  42.         // 输出调用了该方法名
  43.         echo __METHOD__ . "\n";
  44.     }
  45. }
  46. $cc = new CC('uu', true);
  47. $ser = serialize($cc);
  48. var_dump($ser);
  49. $un_cc = unserialize($ser);
  50. var_dump($un_cc);

运行结果为：

  1. CB::serialize
  2. string(24) "C:2:"CC":10:{s:3:"ttt";}"
  3. CB::unserialize
  4. object(CC)#2 (4) {
  5.     ["data"]=>
  6.     NULL
  7.     ["pass":"CC":private]=>
  8.     NULL
  9.     ["CB_data"]=>
  10.     string(0) ""
  11.     ["CB_password":"CB":private]=>
  12.     string(3) "ttt"
  13. }

可以完全定义serialize()方法，该方法返回的值就是序列化后大括号内的值，只要保证自定义序列化和反序列化的规则一致即可。

题外话

在PHP应用中，序列化和反序列化一般用做缓存，比如session缓存，cookie等。

序列化和反序列化在PHP中用得不算多，在Java语言中用得比较多。其实你有没有发现，这种把一个对象或者数组的变量转化成字符串的方式，json也可以做到。

使用json来实现对象和字符串之间的转换，在PHP中显得更加直观和轻便。而且经过测试，使用json_encode()比serialize()方法更加快速，大概快2~3倍。

在我看来，序列化和反序列化是一种传输抽象数据的思想。通过定义序列化和反序列化的规则，我们可以实现将PHP中的对象序列化成字节流，然后传输给别的语言或者系统使用，这在远程调用里面非常的方便。


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