Steuerung der Serialisierung

10.1 Alles nach meinem Willen!

Manchmal enthalten deine Objekte viele Referenzen zu verschiedenen Dienstobjekten, die du nicht über das Netzwerk senden willst oder nicht senden kannst: Datei-Referenzen, Datenbanken usw.

Damit Serialisierung auch in solchen Fällen funktioniert, wurde die Möglichkeit erfunden, der Klasse die Steuerung ihrer eigenen Serialisierung zu überlassen. Hierfür werden spezielle Methoden genutzt: __reduce__(), __getstate__(), __setstate__(). Diese Methoden erlauben es anzugeben, wie Objekte serialisiert und wiederhergestellt werden sollen.

Grundlegende Methoden der gesteuerten Serialisierung:

• __reduce__(): Gibt an, wie das Objekt serialisiert werden soll.
• __getstate__(): Gibt den Zustand des Objekts für die Serialisierung zurück.
• __setstate__(self, state): Stellt das Objekt aus dem Zustand wieder her.

Im Folgenden erkläre ich diese Methoden detailliert und wie sie zusammen verwendet werden können.

10.2 Die Methode __reduce__()

Die Methode __reduce__() gibt ein Tupel zurück, das angibt, wie das Objekt serialisiert und deserialisiert werden soll. Das Tupel enthält normalerweise:

• Eine Referenz auf die Funktion oder Klasse, die zur Wiederherstellung des Objekts verwendet wird.
• Ein Tupel von Argumenten für diese Funktion oder Klasse.
• Zusätzlichen Objektzustand (falls erforderlich).

Beispiel:

import pickle

class CustomClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
            
    def __reduce__(self):
        return (self.__class__, (self.value,))
            
    def __repr__(self):
        return f"CustomClass(value={self.value})"
            
# Objekt erstellen
obj = CustomClass(42)
            
# Objekt serialisieren
serialized_obj = pickle.dumps(obj)
print("Serialisiertes Objekt:", serialized_obj)
            
# Objekt deserialisieren
deserialized_obj = pickle.loads(serialized_obj)
print("Deserialisiertes Objekt:", deserialized_obj)

Standardmäßig hat die Funktion __reduce__() folgendes Verhalten:

class CustomClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        
    def __reduce__(self):
        # Klasse definieren
        cls = self.__class__
        # Konstruktorargumente
        args = (self.value,)
        # Objektzustand
        state = self.__dict__
        return (cls, args, state)

Sie gibt ein Tupel zurück, das aus drei Objekten besteht:

• Referenz auf die aktuelle Klasse
• Konstruktorargumente (Tupel)
• Referenz auf den aktuellen Objektzustand

Wenn dieses Verhalten für dich passt, brauchst du __reduce__() nicht zu überschreiben.

10.3 Lesen und Schreiben von Zuständen

Die Methoden __getstate__() und __setstate__()

Diese Methoden werden verwendet, um den Zustand des Objekts während der Serialisierung und Deserialisierung zu steuern.

• __getstate__(): Gibt den Zustand des Objekts zurück, der serialisiert werden soll.
• __setstate__(self, state): Stellt das Objekt aus dem Zustand wieder her.

Beispiel:

Angenommen, wir möchten nicht alle Felder eines Objekts speichern, sondern einige davon ausschließen. Dazu musst du in der Methode __getstate__() folgendes tun:

1. Kopiere den aktuellen Zustand des Objekts (festgelegt durch das Dienstfeld __dict__) in eine separate Variable – das Wörterbuch state.
2. Entferne daraus alle Felder, die nicht serialisiert werden sollen.
3. Gib das erhaltene Objekt als Ergebnis der Funktion __getstate__() zurück.

import pickle

class CustomClass:
    def __init__(self, value):
        self.value = value
        self.internal_state = "internal"
            
    def __getstate__(self):
        state = self.__dict__.copy()
        del state['internal_state']  # Internen Zustand ausschließen
        return state
            
    def __setstate__(self, state):
        self.__dict__.update(state)
        self.internal_state = "restored internal"  # Internen Zustand wiederherstellen
            
    def __repr__(self):
        return f"CustomClass(value={self.value}, internal_state={self.internal_state})"
            
# Objekt erstellen
obj = CustomClass(42)
print("Originalobjekt:", obj)
            
# Objekt serialisieren
serialized_obj = pickle.dumps(obj)
print("Serialisiertes Objekt:", serialized_obj)
            
# Objekt deserialisieren
deserialized_obj = pickle.loads(serialized_obj)
print("Deserialisiertes Objekt:", deserialized_obj)

Bei der Deserialisierung, in der Funktion __setstate__(), machen wir zwei Dinge:

1. Aktualisieren den aktuellen Zustand des Objekts mit der Methode update().
2. Das Feld internal_state (und andere nicht serialisierbare Felder) erhalten neue Werte.

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