プログラミング

.NETシリアライズ完全ガイド

Last Updated: 23/03/2025
26 1 minute read

.NETにおけるシリアライズ（Serialization）の完全ガイド

シリアライズ（Serialization）は、オブジェクトの状態を保存したり、ネットワーク越しに送信したりするために、そのオブジェクトをバイト列に変換するプロセスです。逆に、シリアライズされたデータを元のオブジェクトに戻すプロセスをデシリアライズ（Deserialization）と言います。この技術は、データの永続化やリモート通信、APIの設計において重要な役割を果たします。本記事では、.NETにおけるシリアライズの基本的な概念から、実際の使用例、そしてその注意点について完全に解説します。

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シリアライズの基本概念

シリアライズの目的は、オブジェクトの状態を外部のストレージやネットワークに送信する形式（通常はバイトストリーム）に変換することです。これにより、オブジェクトのデータを一時的に保存したり、他のシステムに渡すことが可能になります。シリアライズされたデータは、後で再度デシリアライズされ、元のオブジェクトを復元することができます。

シリアライズは以下の用途で役立ちます：

  • データベースにオブジェクトを保存

  • ネットワーク越しにオブジェクトを送信

  • アプリケーション間でデータを交換

  • 様々なフォーマット（JSON、XML、バイナリなど）でデータを保存

.NETでのシリアライズの方法

.NETでは、シリアライズを行うためのいくつかの方法が用意されています。主に、次の二つのアプローチがあります：

  1. バイナリシリアライズ

  2. テキストシリアライズ（JSONやXML）

それぞれについて詳細に説明します。

1. バイナリシリアライズ

バイナリシリアライズは、オブジェクトをそのままバイト列として変換する方法です。この方法は、通常、非常に高速で効率的ですが、人間が読みやすい形式ではありません。主にアプリケーション内でのデータ転送や永続化に使用されます。

実装例：

csharp
using System;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;

[Serializable]
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Taro", Age = 30 };

        // バイナリシリアライズ
        FileStream fs = new FileStream("person.dat", FileMode.Create);
        BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
        formatter.Serialize(fs, person);
        fs.Close();

        // デシリアライズ
        fs = new FileStream("person.dat", FileMode.Open);
        Person deserializedPerson = (Person)formatter.Deserialize(fs);
        fs.Close();

        Console.WriteLine($"Name: {deserializedPerson.Name}, Age: {deserializedPerson.Age}");
    }
}

この例では、Personオブジェクトをバイナリ形式でシリアライズし、ファイルに保存した後、デシリアライズして元のオブジェクトを復元しています。

2. JSONシリアライズ

JSONシリアライズは、オブジェクトをJSONフォーマットに変換する方法です。JSONは、テキストベースの軽量なデータ交換フォーマットで、広く使用されています。特に、WebアプリケーションやAPIでデータを送受信する際に利用されます。

実装例：

csharp
using System;
using System.IO;
using System.Text.Json;

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Taro", Age = 30 };

        // JSONシリアライズ
        string jsonString = JsonSerializer.Serialize(person);
        File.WriteAllText("person.json", jsonString);

        // デシリアライズ
        string readJson = File.ReadAllText("person.json");
        Person deserializedPerson = JsonSerializer.Deserialize(readJson);

        Console.WriteLine($"Name: {deserializedPerson.Name}, Age: {deserializedPerson.Age}");
    }
}

上記のコードでは、JsonSerializerを使ってPersonオブジェクトをJSON文字列としてシリアライズし、それをファイルに保存します。後でそのJSONを読み込み、デシリアライズしてオブジェクトを再生成します。

3. XMLシリアライズ

XMLシリアライズは、オブジェクトをXMLフォーマットに変換する方法です。XMLは広く使われているマークアップ言語であり、特に設定ファイルやデータ交換の際に利用されます。

実装例：

csharp
using System;
using System.IO;
using System.Xml.Serialization;

public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Taro", Age = 30 };

        // XMLシリアライズ
        XmlSerializer serializer = new XmlSerializer(typeof(Person));
        using (FileStream fs = new FileStream("person.xml", FileMode.Create))
        {
            serializer.Serialize(fs, person);
        }

        // デシリアライズ
        using (FileStream fs = new FileStream("person.xml", FileMode.Open))
        {
            Person deserializedPerson = (Person)serializer.Deserialize(fs);
            Console.WriteLine($"Name: {deserializedPerson.Name}, Age: {deserializedPerson.Age}");
        }
    }
}

このコードでは、XmlSerializerを使用してPersonオブジェクトをXMLフォーマットにシリアライズし、ファイルに保存します。その後、保存されたXMLを読み込み、デシリアライズしてオブジェクトを復元します。

シリアライズを使用する際の注意点

シリアライズにはいくつかの注意点があります。特に、セキュリティやパフォーマンスに関する考慮が重要です。

  1. セキュリティの問題：
    デシリアライズを行う際に、不正なデータを処理することによるセキュリティリスクがあります。攻撃者が不正なデータを渡してくる可能性があるため、信頼できないデータのデシリアライズには十分な注意が必要です。

  2. パフォーマンスの問題：
    大量のデータをシリアライズ/デシリアライズする場合、パフォーマンスに影響を与えることがあります。データを小さくするために、シリアライズの際には不要な情報を除外したり、圧縮を行うことが推奨されます。

  3. バージョン管理：
    シリアライズされたデータのクラスが変更された場合（フィールドの追加や削除など）、デシリアライズ時にエラーが発生することがあります。バージョン管理や、[Serializable] 属性と併用するカスタム属性を使って、こうした問題を回避する方法もあります。

結論

.NETにおけるシリアライズは、データの保存や転送に欠かせない技術です。バイナリシリアライズ、JSONシリアライズ、XMLシリアライズといったさまざまな形式を選択することができます。それぞれの形式には、使用する場面やニーズに応じて適切な選択が求められます。シリアライズを利用する際には、セキュリティやパフォーマンスを十分に考慮することが重要です。

Last Updated: 23/03/2025
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