在程序運行的過程中，所有的變量都是在內(nèi)存中碳柱，比如构哺，定義一個dict：
d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
可以隨時修改變量革答，比如把name改成'Bill'战坤，但是一旦程序結(jié)束，變量所占用的內(nèi)存就被操作系統(tǒng)全部回收残拐。如果沒有把修改后的'Bill'存儲到磁盤上途茫，下次重新運行程序，變量又被初始化為'Bob'溪食。
我們把變量從內(nèi)存中變成可存儲或傳輸?shù)倪^程稱之為序列化囊卜，在Python中叫pickling，在其他語言中也被稱之為serialization错沃，marshalling栅组，flattening等等，都是一個意思枢析。
序列化之后玉掸，就可以把序列化后的內(nèi)容寫入磁盤，或者通過網(wǎng)絡傳輸?shù)絼e的機器上醒叁。
反過來司浪，把變量內(nèi)容從序列化的對象重新讀到內(nèi)存里稱之為反序列化，即unpickling把沼。
Python提供兩個模塊來實現(xiàn)序列化：cPickle和pickle啊易。這兩個模塊功能是一樣的，區(qū)別在于cPickle是C語言寫的智政，速度快认罩，pickle是純Python寫的，速度慢续捂，跟cStringIO和StringIO一個道理垦垂。用的時候，先嘗試導入cPickle牙瓢，如果失敗劫拗，再導入pickle：
try:
import cPickle as pickle
except ImportError:
import pickle
首先，我們嘗試把一個對象序列化并寫入文件：
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> pickle.dumps(d)
"(dp0\nS'age'\np1\nI20\nsS'score'\np2\nI88\nsS'name'\np3\nS'Bob'\np4\ns."
pickle.dumps()方法把任意對象序列化成一個str矾克，然后页慷，就可以把這個str寫入文件⌒哺剑或者用另一個方法pickle.dump()直接把對象序列化后寫入一個file-like Object：
>>> f = open('dump.txt', 'wb')
>>> pickle.dump(d, f)
>>> f.close()
看看寫入的dump.txt文件酒繁，一堆亂七八糟的內(nèi)容，這些都是Python保存的對象內(nèi)部信息控妻。
當我們要把對象從磁盤讀到內(nèi)存時州袒，可以先把內(nèi)容讀到一個str，然后用pickle.loads()方法反序列化出對象弓候，也可以直接用pickle.load()方法從一個file-like Object中直接反序列化出對象郎哭。我們打開另一個Python命令行來反序列化剛才保存的對象：
>>> f = open('dump.txt', 'rb')
>>> d = pickle.load(f)
>>> f.close()
>>> d
{'age': 20, 'score': 88, 'name': 'Bob'}
變量的內(nèi)容又回來了他匪！
當然，這個變量和原來的變量是完全不相干的對象夸研，它們只是內(nèi)容相同而已邦蜜。
Pickle的問題和所有其他編程語言特有的序列化問題一樣，就是它只能用于Python亥至，并且可能不同版本的Python彼此都不兼容悼沈，因此，只能用Pickle保存那些不重要的數(shù)據(jù)抬闯，不能成功地反序列化也沒關系井辆。
JSON
如果我們要在不同的編程語言之間傳遞對象，就必須把對象序列化為標準格式溶握，比如XML，但更好的方法是序列化為JSON蒸播，因為JSON表示出來就是一個字符串睡榆，可以被所有語言讀取，也可以方便地存儲到磁盤或者通過網(wǎng)絡傳輸袍榆。JSON不僅是標準格式胀屿，并且比XML更快，而且可以直接在Web頁面中讀取包雀，非常方便宿崭。
JSON表示的對象就是標準的JavaScript語言的對象，JSON和Python內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型對應如下：
| JSON類型 | Python類型 |
|---|---|
| {} | dict |
| [] | list |
| "string" | 'str'或u'unicode' |
| 1234.56 | int或float |
| true/false | True/False |
| null | None |
Python內(nèi)置的json模塊提供了非常完善的Python對象到JSON格式的轉(zhuǎn)換才写。我們先看看如何把Python對象變成一個JSON：
>>> import json
>>> d = dict(name='Bob', age=20, score=88)
>>> json.dumps(d)
'{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
dumps()方法返回一個str葡兑，內(nèi)容就是標準的JSON。類似的赞草，dump()方法可以直接把JSON寫入一個file-like Object讹堤。
要把JSON反序列化為Python對象，用loads()或者對應的load()方法厨疙，前者把JSON的字符串反序列化洲守，后者從file-like Object中讀取字符串并反序列化：
>>> json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
>>> json.loads(json_str)
{u'age': 20, u'score': 88, u'name': u'Bob'}
有一點需要注意，就是反序列化得到的所有字符串對象默認都是unicode而不是str沾凄。由于JSON標準規(guī)定JSON編碼是UTF-8梗醇，所以我們總是能正確地在Python的str或unicode與JSON的字符串之間轉(zhuǎn)換。
JSON進階
Python的dict對象可以直接序列化為JSON的{}撒蟀，不過叙谨，很多時候，我們更喜歡用class表示對象牙肝，比如定義Student類唉俗，然后序列化：
import json
class Student(object):
def __init__(self, name, age, score):
self.name = name
self.age = age
self.score = score
s = Student('Bob', 20, 88)
print(json.dumps(s))
運行代碼嗤朴，毫不留情地得到一個TypeError：
Traceback (most recent call last):
...
TypeError: <__main__.Student object at 0x10aabef50> is not JSON serializable
錯誤的原因是Student對象不是一個可序列化為JSON的對象。
如果連class的實例對象都無法序列化為JSON虫溜，這肯定不合理雹姊！
別急，我們仔細看看dumps()方法的參數(shù)列表衡楞，可以發(fā)現(xiàn)吱雏，除了第一個必須的obj參數(shù)外，dumps()方法還提供了一大堆的可選參數(shù)：
https://docs.python.org/2/library/json.html#json.dumps
這些可選參數(shù)就是讓我們來定制JSON序列化瘾境。前面的代碼之所以無法把Student類實例序列化為JSON歧杏，是因為默認情況下，dumps()方法不知道如何將Student實例變?yōu)橐粋€JSON的{}對象迷守。
可選參數(shù)default就是把任意一個對象變成一個可序列為JSON的對象犬绒，我們只需要為Student專門寫一個轉(zhuǎn)換函數(shù)，再把函數(shù)傳進去即可：
def student2dict(std):
return {
'name': std.name,
'age': std.age,
'score': std.score
}
print(json.dumps(s, default=student2dict))
這樣兑凿，Student實例首先被student2dict()函數(shù)轉(zhuǎn)換成dict凯力，然后再被順利序列化為JSON。
不過礼华，下次如果遇到一個Teacher類的實例咐鹤，照樣無法序列化為JSON。我們可以偷個懶圣絮，把任意class的實例變?yōu)?code>dict：
print(json.dumps(s, default=lambda obj: obj.__dict__))
因為通常class的實例都有一個__dict__屬性祈惶，它就是一個dict，用來存儲實例變量扮匠。也有少數(shù)例外捧请，比如定義了__slots__的class。
同樣的道理餐禁，如果我們要把JSON反序列化為一個Student對象實例血久，loads()方法首先轉(zhuǎn)換出一個dict對象，然后帮非，我們傳入的object_hook函數(shù)負責把dict轉(zhuǎn)換為Student實例：
def dict2student(d):
return Student(d['name'], d['age'], d['score'])
json_str = '{"age": 20, "score": 88, "name": "Bob"}'
print(json.loads(json_str, object_hook=dict2student))
運行結(jié)果如下：
<__main__.Student object at 0x10cd3c190>
打印出的是反序列化的Student實例對象氧吐。
小結(jié)
Python語言特定的序列化模塊是pickle，但如果要把序列化搞得更通用末盔、更符合Web標準筑舅，就可以使用json模塊。
json模塊的dumps()和loads()函數(shù)是定義得非常好的接口的典范陨舱。當我們使用時翠拣，只需要傳入一個必須的參數(shù)。但是游盲，當默認的序列化或反序列機制不滿足我們的要求時误墓，我們又可以傳入更多的參數(shù)來定制序列化或反序列化的規(guī)則蛮粮，既做到了接口簡單易用，又做到了充分的擴展性和靈活性谜慌。
