A maneira mais rápida de serializar e desserializar objetos .NET

Question 1

Estou procurando a maneira mais rápida de serializar e desserializar objetos .NET. Aqui está o que tenho até agora:

public class TD
{
    public List<CT> CTs { get; set; }
    public List<TE> TEs { get; set; }
    public string Code { get; set; }
    public string Message { get; set; }
    public DateTime StartDate { get; set; }
    public DateTime EndDate { get; set; }

    public static string Serialize(List<TD> tData)
    {
        var serializer = new XmlSerializer(typeof(List<TD>));

        TextWriter writer = new StringWriter();
        serializer.Serialize(writer, tData);

        return writer.ToString();
    }

    public static List<TD> Deserialize(string tData)
    {
        var serializer = new XmlSerializer(typeof(List<TD>));

        TextReader reader = new StringReader(tData);

        return (List<TD>)serializer.Deserialize(reader);
    }        
}

Question 2

Aqui está seu modelo (com inventado CTe TE) usando protobuf-net (ainda mantendo a capacidade de usar XmlSerializer, o que pode ser útil - em particular para migração); Apresento humildemente (com muitas evidências, se necessário) que este é o serializador de uso geral mais rápido (ou certamente um dos mais rápidos) em .NET.

Se você precisar de strings, apenas codifique o binário em base 64.

[XmlType]
public class CT {
    [XmlElement(Order = 1)]
    public int Foo { get; set; }
}
[XmlType]
public class TE {
    [XmlElement(Order = 1)]
    public int Bar { get; set; }
}
[XmlType]
public class TD {
    [XmlElement(Order=1)]
    public List<CT> CTs { get; set; }
    [XmlElement(Order=2)]
    public List<TE> TEs { get; set; }
    [XmlElement(Order = 3)]
    public string Code { get; set; }
    [XmlElement(Order = 4)]
    public string Message { get; set; }
    [XmlElement(Order = 5)]
    public DateTime StartDate { get; set; }
    [XmlElement(Order = 6)]
    public DateTime EndDate { get; set; }

    public static byte[] Serialize(List<TD> tData) {
        using (var ms = new MemoryStream()) {
            ProtoBuf.Serializer.Serialize(ms, tData);
            return ms.ToArray();
        }            
    }

    public static List<TD> Deserialize(byte[] tData) {
        using (var ms = new MemoryStream(tData)) {
            return ProtoBuf.Serializer.Deserialize<List<TD>>(ms);
        }
    }
}

Question 3

Uma comparação abrangente entre formatos diferentes feitos por mim neste post- https://maxondev.com/serialization-performance-comparison-c-net-formats-frameworks-xmldatacontractserializer-xmlserializer-binaryformatter-json-newtonsoft-servicestack-text/

Apenas uma amostra do pós insira a descrição da imagem aqui

Question 4

Tendo interesse nisso, decidi testar os métodos sugeridos com o teste "maçãs com maçãs" mais próximo que eu pudesse. Eu escrevi um aplicativo de console, com o seguinte código:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace SerializationTests
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var count = 100000;
            var rnd = new Random(DateTime.UtcNow.GetHashCode());
            Console.WriteLine("Generating {0} arrays of data...", count);
            var arrays = new List<int[]>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                var elements = rnd.Next(1, 100);
                var array = new int[elements];
                for (int j = 0; j < elements; j++)
                {
                    array[j] = rnd.Next();
                }   
                arrays.Add(array);
            }
            Console.WriteLine("Test data generated.");
            var stopWatch = new Stopwatch();

            Console.WriteLine("Testing BinarySerializer...");
            var binarySerializer = new BinarySerializer();
            var binarySerialized = new List<byte[]>();
            var binaryDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var array in arrays)
            {
                binarySerialized.Add(binarySerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("BinaryFormatter: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in binarySerialized)
            {
                binaryDeserialized.Add(binarySerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("BinaryFormatter: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);


            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Testing ProtoBuf serializer...");
            var protobufSerializer = new ProtoBufSerializer();
            var protobufSerialized = new List<byte[]>();
            var protobufDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var array in arrays)
            {
                protobufSerialized.Add(protobufSerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ProtoBuf: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in protobufSerialized)
            {
                protobufDeserialized.Add(protobufSerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ProtoBuf: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Testing NetSerializer serializer...");
            var netSerializerSerializer = new ProtoBufSerializer();
            var netSerializerSerialized = new List<byte[]>();
            var netSerializerDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var array in arrays)
            {
                netSerializerSerialized.Add(netSerializerSerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NetSerializer: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in netSerializerSerialized)
            {
                netSerializerDeserialized.Add(netSerializerSerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NetSerializer: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.WriteLine("Press any key to end.");
            Console.ReadKey();
        }

        public class BinarySerializer
        {
            private static readonly BinaryFormatter Formatter = new BinaryFormatter();

            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                using (var stream = new MemoryStream())
                {
                    Formatter.Serialize(stream, toSerialize);
                    return stream.ToArray();
                }
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                using (var stream = new MemoryStream(serialized))
                {
                    var result = (T)Formatter.Deserialize(stream);
                    return result;
                }
            }
        }

        public class ProtoBufSerializer
        {
            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                using (var stream = new MemoryStream())
                {
                    ProtoBuf.Serializer.Serialize(stream, toSerialize);
                    return stream.ToArray();
                }
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                using (var stream = new MemoryStream(serialized))
                {
                    var result = ProtoBuf.Serializer.Deserialize<T>(stream);
                    return result;
                }
            }
        }

        public class NetSerializer
        {
            private static readonly NetSerializer Serializer = new NetSerializer();
            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                return Serializer.Serialize(toSerialize);
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                return Serializer.Deserialize<T>(serialized);
            }
        }
    }
}

Os resultados me surpreenderam; eles eram consistentes quando executados várias vezes:

Generating 100000 arrays of data...
Test data generated.
Testing BinarySerializer...
BinaryFormatter: Serializing took 336.8392ms.
BinaryFormatter: Deserializing took 208.7527ms.

Testing ProtoBuf serializer...
ProtoBuf: Serializing took 2284.3827ms.
ProtoBuf: Deserializing took 2201.8072ms.

Testing NetSerializer serializer...
NetSerializer: Serializing took 2139.5424ms.
NetSerializer: Deserializing took 2113.7296ms.
Press any key to end.

Coletando esses resultados, decidi ver se o ProtoBuf ou o NetSerializer funcionava melhor com objetos maiores. Alterei a contagem da coleção para 10.000 objetos, mas aumentei o tamanho das matrizes para 1-10.000 em vez de 1-100. Os resultados pareceram ainda mais definitivos:

Generating 10000 arrays of data...
Test data generated.
Testing BinarySerializer...
BinaryFormatter: Serializing took 285.8356ms.
BinaryFormatter: Deserializing took 206.0906ms.

Testing ProtoBuf serializer...
ProtoBuf: Serializing took 10693.3848ms.
ProtoBuf: Deserializing took 5988.5993ms.

Testing NetSerializer serializer...
NetSerializer: Serializing took 9017.5785ms.
NetSerializer: Deserializing took 5978.7203ms.
Press any key to end.

Minha conclusão, portanto, é: pode haver casos em que ProtoBuf e NetSerializer são adequados, mas em termos de desempenho bruto para pelo menos objetos relativamente simples ... BinaryFormatter é significativamente mais performante, em pelo menos uma ordem de magnitude.

YMMV.

Question 5

Protobuf é muito rápido.

Consulte http://code.google.com/p/protobuf-net/wiki/Performance para obter informações detalhadas sobre o desempenho deste sistema e uma implementação.

Question 6

Outro serializador que afirma ser super rápido é o netserializer .

Os dados fornecidos em seu site mostram desempenho de 2x - 4x sobre protobuf , eu não tentei fazer isso sozinho, mas se você está avaliando várias opções, experimente também

Question 7

O serializador binário incluído com .net deve ser mais rápido que o XmlSerializer. Ou outro serializador para protobuf, json, ...

Mas, para alguns deles, você precisa adicionar atributos ou alguma outra forma de adicionar metadados. Por exemplo, ProtoBuf usa IDs de propriedade numéricos internamente e o mapeamento precisa ser conservado de alguma forma por um mecanismo diferente. O controle de versão não é trivial com nenhum serializador.

Question 8

Removi os bugs no código acima e obtive os resultados abaixo: Também não tenho certeza, dado como o NetSerializer exige que você registre os tipos que está serializando, que tipo de compatibilidade ou diferenças de desempenho isso poderia causar.

Generating 100000 arrays of data...
Test data generated.
Testing BinarySerializer...
BinaryFormatter: Serializing took 508.9773ms.
BinaryFormatter: Deserializing took 371.8499ms.

Testing ProtoBuf serializer...
ProtoBuf: Serializing took 3280.9185ms.
ProtoBuf: Deserializing took 3190.7899ms.

Testing NetSerializer serializer...
NetSerializer: Serializing took 427.1241ms.
NetSerializer: Deserializing took 78.954ms.
Press any key to end.

Código Modificado

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace SerializationTests
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var count = 100000;
            var rnd = new Random((int)DateTime.UtcNow.Ticks & 0xFF);
            Console.WriteLine("Generating {0} arrays of data...", count);
            var arrays = new List<int[]>();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                var elements = rnd.Next(1, 100);
                var array = new int[elements];
                for (int j = 0; j < elements; j++)
                {
                    array[j] = rnd.Next();
                }
                arrays.Add(array);
            }
            Console.WriteLine("Test data generated.");
            var stopWatch = new Stopwatch();

            Console.WriteLine("Testing BinarySerializer...");
            var binarySerializer = new BinarySerializer();
            var binarySerialized = new List<byte[]>();
            var binaryDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var array in arrays)
            {
                binarySerialized.Add(binarySerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("BinaryFormatter: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in binarySerialized)
            {
                binaryDeserialized.Add(binarySerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("BinaryFormatter: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);


            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Testing ProtoBuf serializer...");
            var protobufSerializer = new ProtoBufSerializer();
            var protobufSerialized = new List<byte[]>();
            var protobufDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var array in arrays)
            {
                protobufSerialized.Add(protobufSerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ProtoBuf: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in protobufSerialized)
            {
                protobufDeserialized.Add(protobufSerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("ProtoBuf: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Testing NetSerializer serializer...");
            var netSerializerSerialized = new List<byte[]>();
            var netSerializerDeserialized = new List<int[]>();

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            var netSerializerSerializer = new NS();
            foreach (var array in arrays)
            {
                netSerializerSerialized.Add(netSerializerSerializer.Serialize(array));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NetSerializer: Serializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            foreach (var serialized in netSerializerSerialized)
            {
                netSerializerDeserialized.Add(netSerializerSerializer.Deserialize<int[]>(serialized));
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine("NetSerializer: Deserializing took {0}ms.", stopWatch.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.WriteLine("Press any key to end.");
            Console.ReadKey();
        }

        public class BinarySerializer
        {
            private static readonly BinaryFormatter Formatter = new BinaryFormatter();

            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                using (var stream = new MemoryStream())
                {
                    Formatter.Serialize(stream, toSerialize);
                    return stream.ToArray();
                }
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                using (var stream = new MemoryStream(serialized))
                {
                    var result = (T)Formatter.Deserialize(stream);
                    return result;
                }
            }
        }

        public class ProtoBufSerializer
        {
            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                using (var stream = new MemoryStream())
                {
                    ProtoBuf.Serializer.Serialize(stream, toSerialize);
                    return stream.ToArray();
                }
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                using (var stream = new MemoryStream(serialized))
                {
                    var result = ProtoBuf.Serializer.Deserialize<T>(stream);
                    return result;
                }
            }
        }

        public class NS
        {
            NetSerializer.Serializer Serializer = new NetSerializer.Serializer(new Type[] { typeof(int), typeof(int[]) });

            public byte[] Serialize(object toSerialize)
            {
                using (var stream = new MemoryStream())
                {
                    Serializer.Serialize(stream, toSerialize);
                    return stream.ToArray();
                }
            }

            public T Deserialize<T>(byte[] serialized)
            {
                using (var stream = new MemoryStream(serialized))
                {
                    Serializer.Deserialize(stream, out var result);
                    return (T)result;
                }
            }
        }
    }
}

Question 9

Você pode tentar o serializador Salar.Bois, que tem um desempenho decente. Seu foco está no tamanho da carga útil, mas também oferece bom desempenho.

Existem benchmarks na página do Github se você deseja ver e comparar os resultados por si mesmo.

https://github.com/salarcode/Bois

Question 10

Tomei a liberdade de alimentar suas aulas no gerador CGbR .~~Por estar em um estágio inicial, ele ainda não é compatível DateTime, então simplesmente substituí-o por longo.~~ O código de serialização gerado é semelhante a este:

public int Size
{
    get 
    { 
        var size = 24;
        // Add size for collections and strings
        size += Cts == null ? 0 : Cts.Count * 4;
        size += Tes == null ? 0 : Tes.Count * 4;
        size += Code == null ? 0 : Code.Length;
        size += Message == null ? 0 : Message.Length;

        return size;              
    }
}

public byte[] ToBytes(byte[] bytes, ref int index)
{
    if (index + Size > bytes.Length)
        throw new ArgumentOutOfRangeException("index", "Object does not fit in array");

    // Convert Cts
    // Two bytes length information for each dimension
    GeneratorByteConverter.Include((ushort)(Cts == null ? 0 : Cts.Count), bytes, ref index);
    if (Cts != null)
    {
        for(var i = 0; i < Cts.Count; i++)
        {
            var value = Cts[i];
            value.ToBytes(bytes, ref index);
        }
    }
    // Convert Tes
    // Two bytes length information for each dimension
    GeneratorByteConverter.Include((ushort)(Tes == null ? 0 : Tes.Count), bytes, ref index);
    if (Tes != null)
    {
        for(var i = 0; i < Tes.Count; i++)
        {
            var value = Tes[i];
            value.ToBytes(bytes, ref index);
        }
    }
    // Convert Code
    GeneratorByteConverter.Include(Code, bytes, ref index);
    // Convert Message
    GeneratorByteConverter.Include(Message, bytes, ref index);
    // Convert StartDate
    GeneratorByteConverter.Include(StartDate.ToBinary(), bytes, ref index);
    // Convert EndDate
    GeneratorByteConverter.Include(EndDate.ToBinary(), bytes, ref index);
    return bytes;
}

public Td FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
{
    // Read Cts
    var ctsLength = GeneratorByteConverter.ToUInt16(bytes, ref index);
    var tempCts = new List<Ct>(ctsLength);
    for (var i = 0; i < ctsLength; i++)
    {
        var value = new Ct().FromBytes(bytes, ref index);
        tempCts.Add(value);
    }
    Cts = tempCts;
    // Read Tes
    var tesLength = GeneratorByteConverter.ToUInt16(bytes, ref index);
    var tempTes = new List<Te>(tesLength);
    for (var i = 0; i < tesLength; i++)
    {
        var value = new Te().FromBytes(bytes, ref index);
        tempTes.Add(value);
    }
    Tes = tempTes;
    // Read Code
    Code = GeneratorByteConverter.GetString(bytes, ref index);
    // Read Message
    Message = GeneratorByteConverter.GetString(bytes, ref index);
    // Read StartDate
    StartDate = DateTime.FromBinary(GeneratorByteConverter.ToInt64(bytes, ref index));
    // Read EndDate
    EndDate = DateTime.FromBinary(GeneratorByteConverter.ToInt64(bytes, ref index));

    return this;
}

Criei uma lista de objetos de amostra como esta:

var objects = new List<Td>();
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
    var obj = new Td
    {
        Message = "Hello my friend",
        Code = "Some code that can be put here",
        StartDate = DateTime.Now.AddDays(-7),
        EndDate = DateTime.Now.AddDays(2),
        Cts = new List<Ct>(),
        Tes = new List<Te>()
    };
    for (int j = 0; j < 10; j++)
    {
        obj.Cts.Add(new Ct { Foo = i * j });
        obj.Tes.Add(new Te { Bar = i + j });
    }
    objects.Add(obj);
}

Resultados na minha máquina na Releaseconstrução:

var watch = new Stopwatch();
watch.Start();
var bytes = BinarySerializer.SerializeMany(objects);
watch.Stop();

Tamanho: 149000 bytes

Tempo: ~~2.059ms~~ 3,13ms

Edit: Começando com CGbR 0.4.3, o serializador binário oferece suporte a DateTime. Infelizmente, o DateTime.ToBinarymétodo é incrivelmente lento. Vou substituí-lo por algo mais rápido em breve.

Edit2: Ao usar UTC DateTimeinvocando, ToUniversalTime()o desempenho é restaurado e o clock é de 1.669ms .