Akka.NET 序列化机制深度解析-优快云博客

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Akka.NET 序列化机制深度解析

akka.net Canonical actor model implementation for .NET with local + distributed actors in C# and F#. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ak/akka.net

什么是序列化

在分布式系统中，序列化是将对象转换为字节流的过程，而反序列化则是将字节流重新转换为对象的过程。Akka.NET 作为一个分布式 Actor 系统，序列化机制是其核心功能之一，它使得消息能够在本地或远程 Actor 之间安全地传递。

为什么需要序列化

网络传输：当 Actor 分布在不同的机器上时，消息需要通过网络传输
持久化存储：将 Actor 状态保存到数据库或文件系统
消息验证：确保消息在传输过程中不被篡改

Akka.NET 默认序列化方案

Akka.NET 内部使用 Protocol Buffers 来序列化集群通信消息。对于用户消息，系统默认提供了两种序列化器：

POCO 序列化器：处理普通的 C# 对象
Protobuf 序列化器：处理实现了 Google.Protobuf.IMessage 接口的对象

配置序列化器

基础配置

在 HOCON 配置文件中，我们需要定义两部分内容：

序列化器实现：将名称映射到具体的序列化器类
类型绑定：指定哪些类型使用哪个序列化器

akka {
  actor {
    serializers {
      json = "Akka.Serialization.NewtonSoftJsonSerializer"
      bytes = "Akka.Serialization.ByteArraySerializer"
      custom = "MyApp.MyCustomSerializer, MyAssembly"
    }
    
    serialization-bindings {
      "System.Byte[]" = bytes
      "System.Object" = json
      "MyApp.MySerializableType" = custom
    }
  }
}

编程式配置（Akka.NET v1.4+）

从 Akka.NET v1.4 开始，我们可以通过代码配置序列化绑定：

var serializerSetup = SerializationSetup.Create(system => 
    new[] { SerializerDetails.Create("custom", 
           new MyCustomSerializer(system), 
           new[] { typeof(MySerializableType) }) };

var bootstrapSetup = BootstrapSetup.Create().WithConfig(ConfigurationFactory.Default());
var actorSystemSetup = bootstrapSetup.And(serializerSetup);
var system = ActorSystem.Create("MySystem", actorSystemSetup);

这种方式提供了编译时类型检查，更加安全可靠。

自定义序列化器

基本序列化器

创建自定义序列化器需要继承 Akka.Serialization.Serializer 类：

public class MyCustomSerializer : Serializer
{
    public override int Identifier => 12345; // 唯一标识符
    public override bool IncludeManifest => true; // 是否包含类型信息
    
    public override byte[] ToBinary(object obj)
    {
        // 实现序列化逻辑
    }
    
    public override object FromBinary(byte[] bytes, Type type)
    {
        // 实现反序列化逻辑
    }
}

带字符串清单的序列化器

对于需要长期持久化的数据，推荐使用 SerializerWithStringManifest：

public class MyAdvancedSerializer : SerializerWithStringManifest
{
    public override int Identifier => 54321;
    
    public override byte[] ToBinary(object obj)
    {
        // 序列化逻辑
    }
    
    public override string Manifest(object o)
    {
        // 返回类型标识字符串
        return o.GetType().Name + "-v1"; // 可包含版本信息
    }
    
    public override object FromBinary(byte[] bytes, string manifest)
    {
        // 根据清单字符串反序列化
    }
}

这种方式的优势在于可以处理类型演化和版本迁移。

序列化验证

在开发阶段，我们可以强制所有消息都经过序列化来验证其可序列化性：

akka {
  actor {
    serialize-messages = on  # 强制消息序列化
    serialize-creators = on  # 强制Props序列化
  }
}

注意：生产环境中应关闭这些选项，因为它们会影响本地消息传递的性能。

高级主题

ActorRef 的序列化

序列化 ActorRef 需要特殊处理：

// 序列化
string serializedPath = Serialization.SerializedActorPath(actorRef);

// 反序列化
IActorRef deserializedRef = system.Provider.ResolveActorRef(serializedPath);