Apache Ignite C++ 序列化机制深度解析-优快云博客

Apache Ignite C++ 序列化机制深度解析

ignite Apache Ignite 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ignite16/ignite

概述

Apache Ignite 是一个高性能、集成化和分布式的内存计算平台，而 C++ 是其核心支持的语言之一。在分布式环境中，对象需要在不同节点间传输，这就涉及到序列化问题。本文将深入探讨 Ignite C++ 中的序列化机制，帮助开发者理解如何高效地实现自定义类型的序列化。

序列化基础

在 Ignite C++ 中，任何需要在集群节点间传输的自定义类型（包括数据记录、计算任务等）都需要实现序列化功能。Ignite 提供了基于模板的序列化机制，通过为类型特化 BinaryType 模板类来实现。

基本序列化示例

让我们从一个简单的 Address 类开始，展示如何实现完整的序列化支持：

class Address {
    friend struct ignite::binary::BinaryType<Address>;
public:
    Address() = default;
    
    Address(const std::string& street, int32_t zip) 
        : street(street), zip(zip) {}
    
    const std::string& GetStreet() const { return street; }
    int32_t GetZip() const { return zip; }

private:
    std::string street;
    int32_t zip;
};

template<>
struct ignite::binary::BinaryType<Address> {
    // 类型标识符，集群中唯一
    static int32_t GetTypeId() {
        return GetBinaryStringHashCode("Address");
    }
    
    // 类型名称
    static void GetTypeName(std::string& name) {
        name = "Address";
    }
    
    // 字段标识符
    static int32_t GetFieldId(const char* name) {
        return GetBinaryStringHashCode(name);
    }
    
    // 判断对象是否为null
    static bool IsNull(const Address& obj) {
        return obj.zip == 0 && obj.street.empty();
    }
    
    // 获取null对象
    static void GetNull(Address& dst) {
        dst = Address();
    }
    
    // 序列化方法
    static void Write(BinaryWriter& writer, const Address& obj) {
        writer.WriteString("street", obj.street);
        writer.WriteInt32("zip", obj.zip);
    }
    
    // 反序列化方法
    static void Read(BinaryReader& reader, Address& dst) {
        dst.street = reader.ReadString("street");
        dst.zip = reader.ReadInt32("zip");
    }
};

原始序列化模式

Ignite 提供了两种序列化模式：标准模式和原始模式。原始模式不存储字段名，具有更高的性能和更小的存储空间，但会牺牲 SQL 查询功能。

template<>
struct ignite::binary::BinaryType<Address> {
    // ... 其他方法同上
    
    static void Write(BinaryWriter& writer, const Address& obj) {
        BinaryRawWriter rawWriter = writer.RawWriter();
        rawWriter.WriteString(obj.street);
        rawWriter.WriteInt32(obj.zip);
    }
    
    static void Read(BinaryReader& reader, Address& dst) {
        BinaryRawReader rawReader = reader.RawReader();
        dst.street = rawReader.ReadString();
        dst.zip = rawReader.ReadInt32();
    }
};

序列化宏简化

为了简化 BinaryType 特化过程，Ignite 提供了一系列宏：

IGNITE_BINARY_TYPE_START(Address)
    IGNITE_BINARY_GET_TYPE_ID_AS_HASH(Address)
    IGNITE_BINARY_GET_TYPE_NAME_AS_IS(Address)
    IGNITE_BINARY_GET_NULL_DEFAULT_CTOR(Address)
    IGNITE_BINARY_GET_FIELD_ID_AS_HASH

    static bool IsNull(const Address& obj) {
        return obj.GetZip() == 0 && obj.GetStreet().empty();
    }

    static void Write(BinaryWriter& writer, const Address& obj) {
        writer.WriteString("street", obj.GetStreet());
        writer.WriteInt32("zip", obj.GetZip());
    }

    static void Read(BinaryReader& reader, Address& dst) {
        dst.street = reader.ReadString("street");
        dst.zip = reader.ReadInt32("zip");
    }
IGNITE_BINARY_TYPE_END

这些宏可以显著减少样板代码，提高开发效率。

读写操作实践

Ignite 提供了多种读写对象的方式，开发者可以根据需要选择最合适的方法。

直接值读写

// 写入
CustomType val;
writer.WriteObject<CustomType>("field_name", val);

// 读取
CustomType val = reader.ReadObject<CustomType>("field_name");

指针方式读写（支持null值）

// 写入null值
writer.WriteObject<int32_t*>("int_field_name", nullptr);

// 写入指针对象
CustomType* val = ...;
writer.WriteObject<CustomType*>("field_name", val);

// 读取可能为null的对象
CustomType* nullableVal = reader.ReadObject<CustomType*>("field_name");
if (nullableVal) {
    // 处理非null情况
}

// 使用智能指针
std::unique_ptr<CustomType> nullablePtr = reader.ReadObject<CustomType*>();