在计算机世界，万物皆01二进制，包括各种各样的文件格式和网络协议，二进制格式最为常见！NewLife.Core 内置了完整的二进制序列化框架 Binary，经过十多年洗礼，发展到了第三代支持Handler处理器扩展。Binary的同类框架有 Protobuf、Thrift、MessagePack。

Nuget包：NewLife.Core

源码地址：https://github.com/NewLifeX/X/tree/master/NewLife.Core/Serialization/Binary

主要特性

Binary主要功能特性：

1. 体积极小。Binary是Schemaless架构，不包含字段名和序号，用最少的字节去保存数据

2. 压缩整数。大多数时候Int32字段保存的数字很小，采用七位压缩编码整数保存可以减少体积

3. 格式简单。尽管Binary只有.NET版，但其格式非常简单，可以很容易在其它语言上实现

4. 支持性很广。Binary设计初衷，就是用于实现各种已知文件格式和通信协议，例如ZipFile

5. 支持动态特性。可根据某些字段值，生成不同消息类型，例如MQTT和DNS协议

6. 可读性较差。二进制格式且没有Schema，可读性较差

7. 无版本支持。需要读写双方约定好多版本格式的兼容

Binary设计理念，就是用最小的体积去保存数据，且能够灵活实现各种文件格式和通信协议的序列化。

直接序列化对象，在没有使用额外压缩算法的条件下，Binary几乎是结果体积最小的序列化框架。

快速用法

想要序列化一个对象，或者反序列化一个数据流到对象，最直接的想法就是这样

// 快速读取public static T FastRead
    
     (Stream stream, Boolean encodeInt = true);// 快速写入public static Packet FastWrite(Object value, Boolean encodeInt = true);public static void FastWrite(Object value, Stream stream, Boolean encodeInt = true);
    

Binary.FastWrite 可以直接把一个对象序列化为数据包Packet，可以理解为字节数组Byte[]的包装。

Binary.FastRead 从数据流中反序列化得到目标类型的对象，这里必须指定目标类型，否则Binary不知道应该如何解析。

例子

[Fact]public void Fast(){    var model = new MyModel { Code = 1234, Name = "Stone" };    var pk = Binary.FastWrite(model);    Assert.Equal(8, pk.Total);    Assert.Equal("D2090553746F6E65", pk.ToHex());    Assert.Equal("0gkFU3RvbmU=", pk.ToArray().ToBase64());    var model2 = Binary.FastRead
    
     (pk.GetStream());    Assert.Equal(model.Code, model2.Code);    Assert.Equal(model.Name, model2.Name);    var ms = new MemoryStream();    Binary.FastWrite(model, ms);    Assert.Equal("D2090553746F6E65", ms.ToArray().ToHex());}private class MyModel{    public Int32 Code { get; set; }    public String Name { get; set; }}
    

序列化带有一个整型和一个字符串的对象，结果只有8个字节！

Packet用法可参考

此处为语雀文档，点击链接查看：https://www.yuque.com/go/doc/31527106

标准读写

Binary主要成员

/// 
使用7位编码整数。默认false不使用
public Boolean EncodeInt { get; set; }/// 
小端字节序。默认false大端
public Boolean IsLittleEndian { get; set; }/// 
使用指定大小的FieldSizeAttribute特性，默认false
public Boolean UseFieldSize { get; set; }/// 
使用对象引用，默认true
public Boolean UseRef { get; set; } = true;/// 
大小宽度。可选0/1/2/4，默认0表示压缩编码整数
public Int32 SizeWidth { get; set; }/// 
要忽略的成员
public ICollection
    
      IgnoreMembers { get; set; }/// 
     
处理器列表
public IList
     
       Handlers { get; private set; }/// 
      
数据流。默认实例化一个内存数据流
public virtual Stream Stream { get; set; }/// 
      
主对象
public Stack
      
     
    

Stream 最为重要，代表序列化和反序列化的数据流，默认实例化一个内存流。

EncodeInt 指定使用压缩编码整数，效果非常明显！

IsLittleEndian 部分协议使用大端字节序。

UseFieldSize 部分协议的长度位和数据区并没有挨在一起，需要借助FieldSizeAttribute特性。例如ZipEntry中有这么一段：

/// 
文件名长度
private readonly UInt16 FileNameLength;/// 
扩展数据长度
private readonly UInt16 ExtraFieldLength;// ZipDirEntry成员/// 
注释长度
private readonly UInt16 CommentLength;// ZipDirEntry成员/// 
分卷号。
public UInt16 DiskNumber;// ZipDirEntry成员/// 
内部文件属性
public UInt16 InternalFileAttrs;// ZipDirEntry成员/// 
扩展文件属性
public UInt32 ExternalFileAttrs;// ZipDirEntry成员/// 
文件头相对位移
public UInt32 RelativeOffsetOfLocalHeader;/// 
文件名，如果是目录，则以/结束
[FieldSize("FileNameLength")]public String FileName;/// 
扩展字段
[FieldSize("ExtraFieldLength")]public Byte[] ExtraField;// ZipDirEntry成员/// 
注释
[FieldSize("CommentLength")]public String Comment;

IgnoreMembers 指定某些成员不参与序列化，支持动态指定。例如ZipFile的目录实体和文件实体，需要序列化的字段有所不同。

Encoding 指定序列化字符串时使用的文本编码。

设置好各种参数后，就可以Write/Read来序列化或反序列化对象了。安全起见，建议每个Binary只用一次，重复使用可能有意想不到的后果。

自定义扩展

Binary设计时使用Handler处理器架构，Write/Read内部实际上是逐个遍历Handler，直到找到能够处理的Handler为止。因此Handler也有优先级，其中基础数据类型BinaryGeneral处理器优先级最高。

BinaryGeneral 负责处理数字、布尔、时间日期、字符串等等基础数据类型。

BinaryNormal 负责处理字节数组、Guid、Packet等常见类型。

BinaryList 负责处理数组和列表。

BinaryDictionary 负责处理字典。

BinaryComposite 负责处理复杂对象，反射各成员，递归序列化。该处理器优先级最低。

来看看怎么样自定义一个处理器，以颜色处理器为例：

/// 
颜色处理器。
public class BinaryColor : BinaryHandlerBase{    /// 
实例化
    public BinaryColor()    {        Priority = 0x50;    }    /// 
写入对象
    /// 目标对象    /// 类型    /// 
        public override Boolean Write(Object value, Type type)    {        if (type != typeof(Color)) return false;        var color = (Color)value;        WriteLog("WriteColor {0}", color);        Host.Write(color.A);        Host.Write(color.R);        Host.Write(color.G);        Host.Write(color.B);        return true;    }    /// 
尝试读取指定类型对象
    ///     ///     /// 
        public override Boolean TryRead(Type type, ref Object value)    {        if (type != typeof(Color)) return false;        var a = Host.ReadByte();        var r = Host.ReadByte();        var g = Host.ReadByte();        var b = Host.ReadByte();        var color = Color.FromArgb(a, r, g, b);        WriteLog("ReadColor {0}", color);        value = color;        return true;    }}

最后只需要挂载到Binary上即可序列化和反序列化带有Color类型的成员

var bn = new Binary();bn.AddHandler
    
     ();
    

总结

.NET内部自带二进制序列化BinaryFormatter，它会带上大量额外信息，导致体积很大，基本上很少用到。

Binary设计的初衷是序列化各种文件格式和通信协议，因此并没有过多考虑作为RPC通信格式。实际上NewLife组件自己的RPC框架ApiServer并没有使用Binary，而是选择了兼容性比较好的Json。

在中通的100亿Redis大数据中，尽管是二进制kv数据，同样没有用到Binary。因为它需要对字节数据进行极致控制，并且需要做多版本兼容。因此它实际上是直接读写二进制数据流，然后借用了Binary的一些辅助方法。