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版本：0.16

特性

核心能力​

高性能序列化​

Apache Fory™ 通过先进的优化技术提供卓越性能：

  • JIT 编译：Java 运行时代码生成可消除虚方法调用并内联热点路径
  • 静态代码生成：Rust、C++ 和 Go 的编译时代码生成可在无运行时开销的情况下实现峰值性能
  • 零拷贝操作：直接访问内存，无需中间缓冲区复制；行格式支持随机访问和部分序列化
  • 智能编码：对整数和字符串采用变长压缩；对数组提供 SIMD 加速（Java 16+）
  • 元数据共享：类元数据打包可减少多次序列化中的冗余类型信息

跨语言序列化​

xlang 序列化格式 支持不同编程语言之间的无缝数据交换：

  • 自动类型映射：在语言特定类型之间进行智能转换（类型映射）
  • 引用保持：共享引用和循环引用在跨语言场景下也能正确工作
  • 多态：对象会按其真实运行时类型进行序列化和反序列化
  • Schema 演进：可选的向前和向后兼容能力，支持 Schema 演进
  • 自动序列化：无需 IDL 或 Schema 定义；无需代码生成即可直接序列化任意对象

行格式​

面向分析类工作负载优化、对缓存友好的 行格式：

  • 零拷贝随机访问：无需反序列化整个对象即可读取单个字段
  • 部分操作：按需序列化和反序列化部分字段以提升效率
  • Apache Arrow 集成：可无缝转换为列式格式，适用于分析流水线
  • 多语言支持：支持 Java、Python、Rust 和 C++

安全性与生产就绪​

企业级安全性与兼容性：

  • 类注册：基于白名单的反序列化控制机制（默认启用）
  • 深度限制：防止递归对象图攻击
  • 可配置策略：支持自定义类检查器和反序列化策略
  • 平台支持：支持 Java 8-24、GraalVM 原生镜像及多种操作系统平台

Java 特性​

高性能​

  • JIT 代码生成：高度可扩展的 JIT 框架可通过异步多线程编译在运行时生成序列化器代码，并通过以下方式带来 20-170 倍加速：
    • 内联变量以减少内存访问
    • 内联方法调用以消除虚分发开销
    • 尽量减少条件分支
    • 消除哈希查找
  • 零拷贝：直接访问内存，无需中间缓冲区复制；行格式支持随机访问和部分序列化
  • 变长编码：对整数和长整数进行优化压缩
  • 元数据共享：缓存类元数据以减少冗余类型信息
  • SIMD 加速：支持 Java Vector API 进行数组操作（Java 16+）

直接替换​

  • 100% 兼容 JDK 序列化：支持 writeObject/readObject/writeReplace/readResolve/readObjectNoData/Externalizable
  • 支持 Java 8-24：兼容所有现代 Java 版本，包括 Java 17+ 的 record
  • GraalVM 原生镜像：支持 AOT 编译，无需反射配置

高级特性​

  • 引用跟踪：自动处理共享引用和循环引用
  • Schema 演进：支持类 Schema 的向前和向后兼容
  • 多态：完整支持继承层次结构和接口
  • 深拷贝：高效深拷贝复杂对象图并保留引用关系
  • 安全性：支持类注册和可配置的反序列化策略

Python 特性​

灵活的序列化模式​

  • Python 原生模式：完全兼容 Python，可直接替换 pickle/cloudpickle
  • 跨语言模式：针对多语言数据交换进行优化
  • 行格式：面向分析工作负载的零拷贝行格式

多样化的序列化特性​

  • 支持共享引用和循环引用：适用于 Python 原生模式和跨语言模式下的复杂对象图
  • 支持多态：对自定义类型进行自动类型分发
  • 支持 Schema 演进：在跨语言模式下，对 dataclass 提供向前和向后兼容能力
  • 支持带外缓冲区：可对 NumPy 数组、Pandas DataFrame 等大型数据结构进行零拷贝序列化，并兼容 pickle protocol 5

极速性能​

  • 性能极快：相比其他序列化框架具有明显性能优势
  • 运行时代码生成 与 Cython 加速 的核心实现，可提供最佳性能

紧凑的数据大小​

  • 紧凑的对象图协议：空间开销极低，相比 pickle/cloudpickle 最多可减少 3 倍数据大小
  • 元数据打包与共享：可减少类型向前和向后兼容带来的额外空间开销

安全与可靠性​

  • 严格模式：通过类型注册和校验，防止反序列化不受信任的类型
  • 引用跟踪：可安全处理循环引用

Rust 特性​

为什么选择 Apache Fory™ Rust？​

  • 极致性能：支持零拷贝反序列化和优化的二进制协议
  • 跨语言：可在 Java、Python、C++、Go、JavaScript 和 Rust 之间无缝序列化和反序列化数据
  • 类型安全：通过 derive macro 在编译期进行类型检查
  • 循环引用：自动跟踪共享引用和循环引用，支持 Rc/Arc 与弱引用
  • 多态：支持对 Box<dyn Trait>、Rc<dyn Trait> 和 Arc<dyn Trait> 等 trait 对象进行序列化
  • Schema 演进：兼容模式支持类型定义独立演进
  • 双模式：同时支持对象图序列化和零拷贝行格式

对象图序列化​

自动序列化复杂对象图，并保留对象之间的结构和关系。#[derive(ForyObject)] macro 会在编译期生成高效的序列化代码，从而消除运行时开销：

  • 支持任意深度的嵌套 struct 序列化
  • 支持集合类型（Vec、HashMap、HashSet、BTreeMap）
  • 支持枚举类型
  • 通过 Option<T> 支持可选字段
  • 自动处理基础类型和字符串
  • 使用变长整数实现高效二进制编码

共享引用与循环引用​

通过 Rc<T> 和 Arc<T> 自动跟踪并保留共享对象的引用标识。当同一个对象被多次引用时，Fory 只会序列化一次，并在后续位置使用引用 ID。这带来以下好处：

  • 空间效率：序列化结果中不会重复存储相同数据
  • 引用标识保持：反序列化后的对象会保留相同的共享关系
  • 支持循环引用：可使用 RcWeak<T> 和 ArcWeak<T> 断开循环

Trait 对象序列化​

通过 trait 对象实现多态序列化，从而支持动态分发和类型灵活性。这对插件系统、异构集合和可扩展架构非常重要。支持的 trait 对象类型包括：

  • Box<dyn Trait> - 拥有所有权的 trait 对象
  • Rc<dyn Trait> - 引用计数 trait 对象
  • Arc<dyn Trait> - 线程安全的引用计数 trait 对象
  • Vec<Box<dyn Trait>>、HashMap<K, Box<dyn Trait>> - trait 对象集合

Schema 演进​

在 兼容模式 下支持 Schema 演进，允许序列化端和反序列化端使用不同的类型定义。这使分布式系统中的服务可以独立演进而不破坏兼容性：

  • 新增带默认值的字段
  • 删除废弃字段（反序列化时跳过）
  • 修改字段可空性（T ↔ Option<T>）
  • 调整字段顺序（按名称匹配，而非按位置匹配）
  • 对缺失字段进行类型安全的默认值回退

自定义序列化器​

对于不支持 #[derive(ForyObject)] 的类型，可以手动实现 Serializer trait。这适用于以下场景：

  • 其他 crate 中的外部类型
  • 有特殊序列化需求的类型
  • 与旧数据格式兼容
  • 对性能要求极高的自定义编码

基于行的序列化​

高性能 行格式 支持零拷贝反序列化。与传统对象序列化需要在内存中重建整个对象不同，行格式支持直接从二进制数据中 随机访问 字段，而无需完整反序列化。

  • 零拷贝访问：读取字段时无需分配或复制数据
  • 部分反序列化：只访问需要的字段
  • 内存映射文件：可处理大于 RAM 的数据
  • 缓存友好：顺序内存布局可更高效利用 CPU 缓存
  • 惰性求值：将高成本操作延迟到字段访问时再执行

Scala 特性​

支持的类型​

Apache Fory™ 支持所有 Scala 对象序列化：

  • 支持 case class 序列化
  • 支持 pojo/bean 类序列化
  • 支持 object 单例序列化
  • 支持 collection 序列化
  • 其他类型如 tuple/either 以及基础类型也都支持

同时支持 Scala 2 和 Scala 3。

Scala 类默认值支持​

Fory 在兼容模式下支持 Scala 类在反序列化时使用默认值。该特性使 case class 或普通 Scala 类在带有默认参数时也能实现向前和向后兼容。

当 Scala 类带有默认参数时，Scala 编译器会在伴生对象中（针对 case class）或类自身中（针对普通 Scala 类）生成类似 apply$default$1、apply$default$2 的方法，用于返回默认值。Fory 可以识别这些方法，并在反序列化时为缺失字段应用默认值。

Kotlin 特性​

Kotlin 支持建立在默认的 Fory Java 实现之上，并增加了对 Kotlin 特有类型和 Schema 演进的处理能力。

支持的类型​

  • 基础类型：Byte、Boolean、Int、Short、Long、Char、Float、Double
  • 无符号类型：UByte、UShort、UInt、ULong
  • 通过默认 Java 实现支持字符串、标准数组和标准集合
  • Kotlin 集合和数组，例如 ArrayDeque、Array、BooleanArray、ByteArray、IntArray、LongArray、UByteArray、UIntArray 和 ULongArray
  • 常见标准库类型，包括 Pair、Triple、Result、Regex、Random、Duration 和 Uuid
  • Kotlin range 和 progression 类型，例如 CharRange、IntRange、LongRange、UIntRange、ULongRange 及其对应的 progression 类型
  • 空集合，如 emptyList、emptyMap 和 emptySet

数据类默认值支持​

在兼容模式下，Fory 可以识别 Kotlin 数据类的默认值，并在字段缺失时于反序列化阶段自动应用这些默认值。这使 Schema 演进更加安全，例如在新增带默认值字段时无需破坏兼容性。