직렬화와 마샬링

직렬화란?

It lets you take an object or group of objects, put them on a disk or send them through a wire or wireless transport mechanism, then later, perhaps on another computer, reverse the process: resurrect the original object(s). The basic mechanisms are to flatten object(s) into a one-dimensional stream of bits, and to turn that stream of bits back into the original object(s).

• https://web.archive.org/web/20150405013606/http://isocpp.org/wiki/faq/serialization

• 직렬화(Serialize): 객체를 디스크에 저장하거나 네트워크를 통해 다른 컴퓨터로 전달하기 위해 비트 스트림으로 변환하는 과정
• 역직렬화(Deserialize): 직렬화된 비트 스트림을 다시 기존 객체로 변환하는 과정

마샬링이란?

• 마샬링(Marshalling): 직렬화와 유사하게 객체를 다른 데이터 형식으로 변환하는 과정
• 언마샬링(Unmarshalling, Demarshalling): 역직렬화와 유사하게 마샬링된 데이터를 기존 객체로 복구하는 과정

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자바 계열 RFC-2713에 따르면,

To "marshal" an object means to record its state and codebase(s) in such a way that when the marshalled object is "unmarshalled," a copy of the original object is obtained, possibly by automatically loading the class definitions of the object.

• https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2713#section-2.3

자바에서 마샬링은 객체의 상태를 포함해 원격 실행하고자 하는 오브젝트 코드의 URL까지 포함해 변환하는 것을 의미합니다.

이처럼 특정 로직을 수행하는 코드를 타 컴퓨터에서 원격으로 실행시키고자 할 때(이를 Remote Procedure Call이라고 함)에 마샬링을 사용할 수 있습니다.

마샬링은 주로 프로세스나 스레드 간 데이터 교환하거나 로직 수행을 요청해야할 때 사용합니다.

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직렬화 vs 마샬링

• 대체로 직렬화와 마샬링은 비슷한 개념
• 자바를 기준으로 직렬화는 객체의 상태만을 저장하지만, 마샬링은 실행하고자 하는 코드 URL까지 포함
• 직렬화는 객체를 비트 스트림으로 변환하는 개념으로 통칭하지만, 마샬링은 메모리 상의 객체를 다른 형태로 변환하는 더 넓은 개념을 의미

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직렬화 종류

JSON

• 자바스크립트 개발에 참여한 더클라스 크록퍼드(Douglas Crockford)가 규정한 자바스크립트 문법에 맞게 데이터를 인간이 읽을 수 있는 텍스트로 표현하는 방식
• 키-값 쌍의 형태로 객체나 배열을 표현
• 프로그래밍 언어나 플랫폼에 독립적이라 사용이 편리

예제) 한 사람에 관한 정보를 갖는 객체

{
	"이름": "홍길동",
	"나이": 55,
	"성별": "남",
	"주소": "서울특별시 양천구 목동",
	"특기": ["검술", "코딩"],
	"가족관계": {"#": 2,"아버지": "홍판서","어머니": "춘섬"},
	"회사": "경기 수원시 팔달구 우만동"
}

• 문자열을 기반으로 한 JSON을 이진 형태로 표현해 전체 용량을 줄인 BSON
• 라이브러리 종류
  • gson - Google이 만든 Java JSON 직렬화 라이브러리
  • fastjson2 - 빠르게 최적화된 JSON 라이브러리
  • JSON for Modern C++ - 대중적인 C++ JSON 라이브러리
  • RapidJSON - 매우 빠른 C++ JSON 라이브러리

YAML

• YAML Ain’t Markup Language, Yet Another Markup Language
• JSON에서 다음 문제를 해결한 Superset
  • 주석 불가능
  • 모든 키, 값, 문자열에 쌍따옴표 강제로 붙여야함
  • 모든 프로퍼티가 쉼표로 구분됨

예제) 한 사람에 관한 정보를 갖는 객체

name: John Smith
age: 33
friends:
   - Mary Smith
   - Susan Williams

Google Protocol Buffers(Protobuf)

• 위 두 가지 직렬화 방식은 인간이 읽고, 쓰기 쉽게 만들어졌으나, Protobuf는 효율과 안전을 최우선적으로 설계된 직렬화 방식
• .proto 파일에 직렬화하고자 하는 데이터의 형식을 스키마 형태로 작성하면 소스 코드를 생성
• 초기에는 C++를 기반으로 만들어졌었으나, 지금은 C#, 파이썬 등 다양한 언어에서 코드 생성기 제공
• 이진 형태로 인코딩해 메모리 효율이 뛰어남

예제)

syntax = "proto2";

message messagePoint {
	required int32 x = 1;
	required int32 y = 2;
	optional string label = 3;
}

message messageLine {
	required Point start = 1;
	required Point end = 2;
	optional string label = 3;
}

message messagePolyline {
	repeated Point point = 1;
	optional string label = 2;
}

참고 자료

• https://ko.wikipedia.org/wiki/YAML
• https://ko.wikipedia.org/wiki/JSON
• https://en.wikipedia.org/wiki/Serialization
• https://en.wikipedia.org/wiki/Protocol_Buffers
• https://en.wikipedia.org/wiki/Marshalling_(computer_science)
• https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2713#section-2.3
• https://en.wikipedia.org/wiki/Remote_procedure_call
• https://web.archive.org/web/20150405013606/http://isocpp.org/wiki/faq/serialization