Marshalling

Marshalling

Marshalling可譯作集結、結集、編碼、編組、編集、安整、數據打包等,是計算機科學中把一個對象的記憶體表示變換為適合存儲或傳送的數據格式的過程。典型用於數據必須在一個程式的兩個部分之間移動,或者必須從一個程式移動到另一個程式。Marshalling類似於序列化,可用於一個對象與一個遠程對象通信。逆過程被稱作unmarshalling。

基本介紹

  • 外文名:Marshalling
  • 領域:計算機科學
簡介,用途,例子,與序列化的比較,JBoss的Marshalling序列化框架,

簡介

用途

Marshalling被用於實現不同的遠程過程調用(RPC)機制,這必須用到進程間的數據傳輸。Microsoft的組件對象模型(COM)中,當跨COM的套間(apartment)傳遞接口指針時,接口指針必須被marshalled。在.NET Framework下,在非受管(unmanaged)類型與CLR類型間,例如P/Invoke過程,必須做marshalling。例如,C#程式調用C語言寫的DLL,其中函式參數使用字元串,就需要做marshalling。
使用Mozilla應用程式框架的XPCOM的腳本或應用程式,廣泛使用marshalling。

例子

Microsoft Windows系列作業系統,Direct3D設備驅動程式是核心態驅動程式。DirectX運行時處理用戶態API。用戶態執行系統調用來執行核心態操作,需要CPU切換為核心態,這將耗費微秒級的時間來完成。在此期間,CPU不能執行任何操作。為最佳化性能,必須極小化CPU這種模式切換。 LinuxOpenGL驅動程式分為兩部分:核心驅動與用戶空間驅動。用戶空間驅動把所有OpenGL命令翻譯為機器碼提交給GPU。為減少系統調用,用戶空間驅動實現marshalling。當GPU的命令緩衝區(command buffer)裝滿了繪圖數據,API簡單地把請求繪製的調用存放在一個臨時緩衝區;當命令緩衝區接近為空,執行核心模式切換一次性增加被存儲的命令。

與序列化的比較

序列化一個對象意味著把它的狀態轉化為位元組流,使這個位元組流能反向轉化為該對象的一個副本。
術語“marshal”被Python標準庫認為與“序列化”同義。但與Java相關的RFC 2713不認為二者是同義:
"marshal"一個對象意味著記錄下它的狀態與codebase(s)在這種方式,以便當這個marshal對象在被"unmarshalled"時,可以獲得最初代碼的一個副本,可能會自動裝入這個對象的類定義。可以marshal任何能被序列化或遠程(即實現java.rmi.Remote接口)。Marshalling類似序列化,除了marshalling也記錄codebases。Marshalling不同於序列化是marshalling特別處理遠程對象。

JBoss的Marshalling序列化框架

JBoss Marshalling是一個Java對象序列化包,對JDK默認的序列化框架進行了最佳化,但又保持跟java.io.Serializable接口的兼容,同時增加了一些可調的參數和附加的特性,這些參數和特性可通過工廠類進行配置。
import lombok.Data; import java.io.Serializable; @Datapublic class SubscribeReq implements Serializable {     /**     * 默認的序列號ID     */    private static final long serialVersionUID = 1L;     private int subReqID;     private String userName;     private String productName;     private String phoneNumber;     private String address;     @Override    public String toString() {        return "SubscribeReq [subReqID=" + subReqID + ", userName=" + userName                + ", productName=" + productName + ", phoneNumber="                + phoneNumber + ", address=" + address + "]";    }} import lombok.Data; import java.io.Serializable; @Datapublic class SubscribeResp implements Serializable {    /**   * 默認序列ID   */ private static final long serialVersionUID = 1L;    private int subReqID;    private int respCode;    private String desc;    @Override   public String toString() {   return "SubscribeResp [subReqID=" + subReqID + ", respCode=" + respCode     + ", desc=" + desc + "]";   } }
編解碼工廠類:
import io.netty.handler.codec.marshalling.*;import org.jboss.marshalling.MarshallerFactory;import org.jboss.marshalling.Marshalling;import org.jboss.marshalling.MarshallingConfiguration;public final class MarshallingCodeCFactory {    /**     * 創建Jboss Marshalling解碼器MarshallingDecoder     */    public static MarshallingDecoder buildMarshallingDecoder() {        //首先通過Marshalling工具類的getProvidedMarshallerFactory靜態方法獲取MarshallerFactory實例        //參數“serial”表示創建的是Java序列化工廠對象,它由jboss-marshalling-serial-1.3.0.CR9.jar提供。        final MarshallerFactory marshallerFactory = Marshalling.getProvidedMarshallerFactory("serial");        //創建了MarshallingConfiguration對象        final MarshallingConfiguration configuration = new MarshallingConfiguration();        //將它的版本號設定為5        configuration.setVersion(5);        //然後根據MarshallerFactory和MarshallingConfiguration創建UnmarshallerProvider實例        UnmarshallerProvider provider = new DefaultUnmarshallerProvider(marshallerFactory, configuration);        //最後通過構造函式創建Netty的MarshallingDecoder對象        //它有兩個參數,分別是UnmarshallerProvider和單個訊息序列化後的最大長度。        MarshallingDecoder decoder = new MarshallingDecoder(provider, 1024);        return decoder;    }    /**     * 創建Jboss Marshalling編碼器MarshallingEncoder     */    public static MarshallingEncoder buildMarshallingEncoder() {        final MarshallerFactory marshallerFactory = Marshalling.getProvidedMarshallerFactory("serial");        final MarshallingConfiguration configuration = new MarshallingConfiguration();        configuration.setVersion(5);        //創建MarshallerProvider對象,它用於創建Netty提供的MarshallingEncoder實例        MarshallerProvider provider = new DefaultMarshallerProvider(marshallerFactory, configuration);        //MarshallingEncoder用於將實現序列化接口的POJO對象序列化為二進制數組。        MarshallingEncoder encoder = new MarshallingEncoder(provider);        return encoder;    }}
服務端代碼示例:
import io.netty.bootstrap.ServerBootstrap;import io.netty.channel.*;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioServerSocketChannel;import io.netty.handler.logging.LogLevel;import io.netty.handler.logging.LoggingHandler;public class SubReqServer {    public void bind(int port) throws Exception {        // 配置服務端的NIO執行緒組        EventLoopGroup bossGroup = new NioEventLoopGroup();        EventLoopGroup workerGroup = new NioEventLoopGroup();        try {            ServerBootstrap b = new ServerBootstrap();            b.group(bossGroup, workerGroup)                    .channel(NioServerSocketChannel.class)                    .option(ChannelOption.SO_BACKLOG, 100)                    .handler(new LoggingHandler(LogLevel.INFO))                    .childHandler(new ChannelInitializer() {                        @Override                        public void initChannel(Channel ch) {                            //通過工廠類創建MarshallingEncoder解碼器,並添加到ChannelPipeline.                            ch.pipeline().addLast(MarshallingCodeCFactory.buildMarshallingDecoder());                            //通過工廠類創建MarshallingEncoder編碼器,並添加到ChannelPipeline中。                            ch.pipeline().addLast(MarshallingCodeCFactory.buildMarshallingEncoder());                            ch.pipeline().addLast(new SubReqServerHandler());                        }                    });            // 綁定連線埠,同步等待成功            ChannelFuture f = b.bind(port).sync();            // 等待服務端監聽連線埠關閉            f.channel().closeFuture().sync();        } finally {            // 優雅退出,釋放執行緒池資源            bossGroup.shutdownGracefully();            workerGroup.shutdownGracefully();        }    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        int port = 8080;        if (args != null && args.length > 0) {            try {                port = Integer.valueOf(args[0]);            } catch (NumberFormatException e) {                // 採用默認值            }        }        new SubReqServer().bind(port);    }}import io.netty.channel.ChannelHandler;import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;@ChannelHandler.Sharablepublic class SubReqServerHandler extends ChannelHandlerAdapter {    @Override    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)            throws Exception {        //經過解碼器handler ObjectDecoder的解碼,        //SubReqServerHandler接收到的請求訊息已經被自動解碼為SubscribeReq對象,可以直接使用。        SubscribeReq req = (SubscribeReq) msg;        if ("Lilinfeng".equalsIgnoreCase(req.getUserName())) {            System.out.println("Service accept client subscribe req : ["                    + req.toString() + "]");            //對訂購者的用戶名進行合法性校驗,校驗通過後列印訂購請求訊息,構造訂購成功應答訊息立即傳送給客戶端。            ctx.writeAndFlush(resp(req.getSubReqID()));        }    }    private SubscribeResp resp(int subReqID) {        SubscribeResp resp = new SubscribeResp();        resp.setSubReqID(subReqID);        resp.setRespCode(0);        resp.setDesc("Netty book order succeed, 3 days later, sent to the designated address");        return resp;    }    @Override    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {        cause.printStackTrace();        ctx.close();// 發生異常,關閉鏈路    }}
客戶端代碼示例:
import io.netty.bootstrap.Bootstrap;import io.netty.channel.*;import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;public class SubReqClient {    public void connect(int port, String host) throws Exception {        // 配置客戶端NIO執行緒組        EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();        try {            Bootstrap b = new Bootstrap();            b.group(group).channel(NioSocketChannel.class)                    .option(ChannelOption.TCP_NODELAY, true)                    .handler(new ChannelInitializer() {                        @Override                        public void initChannel(Channel ch)                                throws Exception {                            ch.pipeline().addLast(MarshallingCodeCFactory.buildMarshallingDecoder());                            ch.pipeline().addLast(MarshallingCodeCFactory.buildMarshallingEncoder());                            ch.pipeline().addLast(new SubReqClientHandler());                        }                    });            // 發起異步連線操作            ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();            // 等待客戶端鏈路關閉            f.channel().closeFuture().sync();        } finally {            // 優雅退出,釋放NIO執行緒組            group.shutdownGracefully();        }    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        int port = 8080;        if (args != null && args.length > 0) {            try {                port = Integer.valueOf(args[0]);            } catch (NumberFormatException e) {                // 採用默認值            }        }        new SubReqClient().connect(port, "127.0.0.1");    }}import io.netty.channel.ChannelHandlerAdapter;import io.netty.channel.ChannelHandlerContext;public class SubReqClientHandler extends ChannelHandlerAdapter {    public SubReqClientHandler() {    }    @Override    public void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {        //在鏈路激活的時候循環構造10條訂購請求訊息,最後一次性地傳送給服務端。        for (int i = 0; i < 10; i++) {            ctx.write(subReq(i));        }        ctx.flush();    }    private SubscribeReq subReq(int i) {        SubscribeReq req = new SubscribeReq();        req.setAddress("南京市江寧區方山國家地質公園");        req.setPhoneNumber("138xxxxxxxxx");        req.setProductName("Netty For Marshalling");        req.setSubReqID(i);        req.setUserName("Lilinfeng");        return req;    }    @Override    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)            throws Exception {        //由於對象解碼器已經對訂購請求應答訊息進行了自動解碼,        //因此,SubReqClientHandler接收到的訊息已經是解碼成功後的訂購應答訊息。        System.out.println("Receive server response : [" + msg + "]");    }    @Override    public void channelReadComplete(ChannelHandlerContext ctx) throws Exception {        ctx.flush();    }    @Override    public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {        cause.printStackTrace();        ctx.close();    }}
運行結果:
服務端結果:
14:48:45.475 [nioEventLoopGroup-2-1] INFO i.n.handler.logging.LoggingHandler - [id: 0x71ea5def, /0:0:0:0:0:0:0:0:8080] RECEIVED: [id: 0x876eb7b4, /127.0.0.1:57423 => /127.0.0.1:8080]14:48:45.707 [nioEventLoopGroup-3-1] DEBUG io.netty.util.ResourceLeakDetector - -Dio.netty.leakDetectionLevel: simpleService accept client subscribe req : [SubscribeReq [subReqID=0, userName=Lilinfeng, productName=Netty For Marshalling, phoneNumber=138xxxxxxxxx, address=南京市江寧區方山國家地質公園]]Service accept client subscribe req : [SubscribeReq [subReqID=1, userName=Lilinfeng, productName=Netty For Marshalling, phoneNumber=138xxxxxxxxx, address=南京市江寧區方山國家地質公園]]..........................................................................Service accept client subscribe req : [SubscribeReq [subReqID=9, userName=Lilinfeng, productName=Netty For Marshalling, phoneNumber=138xxxxxxxxx, address=南京市江寧區方山國家地質公園]]
客戶端結果:
Receive server response : [SubscribeResp [subReqID=0, respCode=0, desc=Netty book order succeed, 3 days later, sent to the designated address]]..........................................................................Receive server response : [SubscribeResp [subReqID=9, respCode=0, desc=Netty book order succeed, 3 days later, sent to the designated address]]

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