我有一個想法，有一個能夠進行跨平台的高性能數據協議規范，能夠讓數據在兩個不同的程序之間進行讀取，最好能夠支持直接將object序列化，那就完美了。
目標
- 支持任意Object序列化
- 支持從類似System.String的字符串中獲取類的信息並進行反序列化
- 支持簡單對象的直接序列化與反序列化
方案
Xml序列化
說到序列化，.NET自帶的XML序列化就很好用了，無奈有很多類型不支持，典型的比如Dictionary<>，而且這個東西雖然強大，但是xml的標簽機制導致多余的內容比較多，空間占用會比較大。
Binary序列化
支持任意object序列化，.NET還提供了BinaryFormatter。
// code from https://stackoverflow.com/questions/7442164/c-sharp-and-net-how-to-serialize-a-structure-into-a-byte-array-using-binary
MyObject obj = new MyObject();
byte[] bytes;
IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
{
formatter.Serialize(stream, obj);
bytes = stream.ToArray();
}
這種方式支持任意的object進行序列化，不過有一個問題，它和Type模型嚴格綁定，只支持同一個程序集版本的消息交互，也不支持其他語言編寫的程序。
我之前用過這種方式，用於單個程序內的數據快速保存與讀取。這種情況下，只是單純在為了保存object的狀態，操作非常便捷，我認為非常合適。
Protobuf
這個東西就是grpc中的數據格式，可以跨平台，支持多種語言，數據是二進制的，壓縮率也很高。好吧，就是它了。
如果要在.NET中使用Protobuf協議，經常用的兩個類庫，一個是Google.Protobuf，另外一個是protobuf.net。詳細的區別我就不贅述了，有一篇文章有多個對比。由於我比較喜歡直接使用C#的類型系統，所以我還是聽從文章建議，直接使用protobuf.net了。
protobuf-net
對於通信雙方都是.NET程序的情況下，使用protobuf不需要直接編寫proto文件，可以直接共享數據類的引用。如果是需要與非.NET程序進行通信的話，也可以通過工具生成，直接從proto中讀取信息並生成類。回顧一下目標，一條條處理。
- 支持任意對象的序列化
protobuf通過定義實體類來進行序列化，所以也是支持任意對象的。這里我就不再詳細說明了，可以在官網查看詳細使用方法。
- 支持從類似System.String的字符串中獲取類的信息並進行反序列化
一直有一個痛點，能否從序列化后的內容中還原一般對象，就是對象類型在編譯的時候未知的那種。通過保存類型的string名稱，在需要反序列化的時候，通過類型名稱加載類型，將內容反序列化為指定類型。這個多多少少要用到反射了吧。
static void Main(string[] args)
{
var ps = new List<string> { "1346dfg" , "31461sfghj", "24576sth"} ;
var name = ps.GetType().FullName;
using (FileStream ms = new FileStream("d:\\a.txt", FileMode.Create))
{
Serializer.Serialize(ms, ps);
}
using (FileStream ms = new FileStream("d:\\a.txt", FileMode.Open))
{
//data已經轉換為List<string>對象，不過返回的類型還是object，可以強制轉換。
dynamic data = Serializer.Deserialize(Type.GetType(name), ms);
Console.WriteLine(data[1]);
}
}
這里使用到了一個Type類型的FullName屬性，對於內置類型對象，假設ps的類型是String的話，那個FullName為System.String，返回的內容很簡單。但在這個例子中，FullName為System.Collections.Generic.List`1[[System.String, System.Private.CoreLib, Version=5.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e]]，感覺一下子復雜了很多，而且要命的是，這里明確指明了CoreLib的引用，還有版本聲明。如果需要在.NET Core3.1中反序列化，肯定是無法實現。
嘗試解決一下，這個System.String不光在.NET 5中有，在其他.NET平台應該都可以支持，所以得想辦法去掉System.String的尾巴。
可以試着對FullName下手，但是這個東西有點太長了，而且直接處理字符串我不是很喜歡；試着從Type類型下手。
var ty = Type.GetType(name);
Console.WriteLine(ty.Name);
Console.WriteLine(ty.Namespace);
Console.WriteLine(ty.GenericTypeArguments[0].Name);
Console.WriteLine(ty.GenericTypeArguments[0].Namespace);
//組合相關的代碼
dynamic data = Serializer.Deserialize(Type.GetType($"{ty.Namespace}.{ty.Name}" +
$"[{ty.GenericTypeArguments[0].Namespace}.{ty.GenericTypeArguments[0].Name}]"), ms);
Console.WriteLine(data[1]);
稍微修改一下，通過手動連接Namespace與Name屬性就可以達到我們的目的了。
List`1這個代表這個泛型里面只有一個參數，我這邊就硬編碼了，對於其他泛型，可能有多個參數，需要進行鑒別，並調整構造Type名稱的代碼。
我按照這個思路，完整的代碼如下：
static void Main(string[] args)
{
var ps = new List<string> { "1346dfg", "31461sfghj", "24576sth" };
var ty = ps.GetType();
//保存Type名稱
var name = $"{ty.Namespace}.{ty.Name}" +
$"[{ty.GenericTypeArguments[0].Namespace}.{ty.GenericTypeArguments[0].Name}]";
//實際的程序不涉及文件操作，這里展示MemoryStream的用法。
using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
{
Serializer.Serialize(ms, ps);
//重置指針，從頭開始讀
ms.Position = 0;
//使用Type名稱反序列化
dynamic data = Serializer.Deserialize(Type.GetType(name), ms);
Console.WriteLine(data[1]);
}
}
- 支持簡單對象的直接序列化與反序列化
我說的簡單對象，就是系統定義的泛型集合與直接有TypeCode，並且不是object的對象。補充一下，我常用的幾種。
內置類型
定義在System命名空間下的類型，包括DateTime，Int32之類的，都是直接System.類型名稱的形式。
注意，int和float這種是不行的，需要使用Int32和Single。
泛型集合+內置類型
泛型集合定義在System.Collections.Generic這個命名空間，所以組合起來為System.Collections.Generic.泛型名稱`參數數量[System.類型名稱]。舉兩個例子：
List<string>的是System.Collections.Generic.List`1[System.String]。
Dictionary<int,string>的是System.Collections.Generic.Dictionary`2[[System.Int32],[System.String]]。
內置類型數組
直接在名稱后添加[]即可，形式為System.類型名稱[]。
補充
序列化操作不要求序列化的類型和反序列化的類型完全一致，比如說Array可以與List，IEnumerable進行互換。因此，一些單獨定義的、結構比較簡單的類型，可以通過內置類型進行反序列化，就沒有必要在反序列化的時候加載原始的類了，簡化了操作。
[ProtoContract]
public class Message
{
[ProtoMember(1)]
public List<string> values { get; set; }
}
static void Main(string[] args)
{
var ps = new Message { values = new List<string> { "1346dfg", "31461sfghj", "24576sth" } };
using (FileStream ms = new FileStream("d:\\a.txt", FileMode.Create))
{
Serializer.Serialize(ms, ps);
}
using (FileStream ms = new FileStream("d:\\a.txt", FileMode.Open))
{
//List<string>反序列化，而無需使用Message類。這里Message的FullName是"ConsoleApp6.Program+Message"
dynamic data = Serializer.Deserialize(Type.GetType("System.Collections.Generic.List`1[System.String]"), ms);
Console.WriteLine(data[1]);
}
}
另外，對於上面的dynamic，由於編譯的時候不檢查，怕操作錯誤的同學可以進行類型轉換。分享一個代碼段，可能能有點幫助。
//轉換對象為某一種類型
public static T ConvertTo<T>(object value)
{
return (T)Convert.ChangeType(value, typeof(T));
}
如果是限定的幾種類型，可以使用switch語句進行判斷，並將對象轉成T，以進行類型安全的操作。如果不是的話，推薦使用接口來定義類的通用行為，這個回答中提供了一些建議，推薦看看。