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Pythonpickle序列化教程详解

2026-01-11 20:36:46 0浏览 收藏

golang学习网今天将给大家带来《Python序列化详解:pickle机制教程》,感兴趣的朋友请继续看下去吧!以下内容将会涉及到等等知识点,如果你是正在学习文章或者已经是大佬级别了,都非常欢迎也希望大家都能给我建议评论哈~希望能帮助到大家!

Pickle 是 Python 默认对象序列化工具,用于保存对象状态和重建逻辑,依赖解释器、类定义及代码版本,存在兼容性与安全风险;支持基本类型、顶层函数、类实例等,不支持文件对象、嵌套类等;可通过 __getstate__ 和 __setstate__ 控制序列化行为;协议版本 0–5 影响性能与兼容性;反序列化不受信任数据会导致 RCE,应优先选用 JSON、Protocol Buffers 等安全替代方案。

Python对象序列化_pickle机制解析【教程】

Pickle 是 Python 默认的对象序列化工具,它能把内存中的对象转换成字节流,便于存储或传输,之后还能原样还原。但它的核心不是“存数据”,而是“保存对象的状态和重建逻辑”——这意味着它依赖 Python 解释器、类定义、模块路径,甚至代码版本。用不好容易报错、不兼容、甚至有安全风险。

pickle 能序列化什么?哪些会失败?

支持的类型包括:基本数据类型(int/str/list/dict/tuple/set)、函数(仅限顶层定义的函数,不能是 lambda 或嵌套函数)、类实例(要求类在模块顶层且可被 import)、大多数内置类型(如 datetime、Decimal)。

常见失败情况:

  • 文件对象、网络连接、数据库游标等系统资源类对象无法序列化
  • 类定义不在模块顶层(比如在函数内定义的 class)会报 AttributeError: Can't pickle local object
  • 使用了 C 扩展或自定义 __reduce__ 但返回非法格式时会出错
  • 不同 Python 版本间默认协议不兼容(如 3.8 用 protocol=4 序列化的数据,3.7 可能无法加载)

如何控制序列化行为?\_\_getstate\_\_ 和 \_\_setstate\_\_ 是关键

默认情况下,pickle 会保存对象的整个 __dict__。如果想排除某些属性(比如临时缓存、打开的文件句柄),或需要自定义重建逻辑,就该重写这两个方法:

  • __getstate__ 返回一个字典,表示“你想保存哪些状态”。可以删掉不可序列化的字段,或替换为可序列化的值
  • __setstate__ 接收这个字典,在反序列化时手动恢复对象状态,比如重新打开资源、重建缓存

例如:

class CacheHolder:
  def __init__(self, data):
    self.data = data
    self._cache = {}  # 不想保存
  def __getstate__(self):
    state = self.__dict__.copy()
    state.pop('_cache', None)
    return state
  def __setstate__(self, state):
    self.__dict__.update(state)
    self._cache = {}  # 反序列化后初始化空缓存

协议版本、性能与跨版本兼容性怎么选?

Pickle 协议从 0 到 5(Python 3.8+ 支持),数字越大功能越强、体积越小、速度越快,但也越不兼容旧版本:

  • protocol=0:ASCII 文本格式,人类勉强可读,兼容性最好(2.x/3.x 都行),但慢且大
  • protocol=2:Python 2.3+ 引入,支持新式类,推荐用于跨 Python 2/3 场景
  • protocol=4:Python 3.4+ 默认,支持超长序列、复数类型优化,日常开发首选
  • protocol=5:Python 3.8+ 新增,支持带外数据(out-of-band buffers),适合大数据量 + 零拷贝场景

显式指定协议更稳妥:pickle.dumps(obj, protocol=pickle.HIGHEST_PROTOCOL) 或固定值(如 4)。

为什么不要用 pickle 处理不受信任的数据?

pickle 在反序列化时会动态执行代码(如导入模块、调用 __reduce__ 返回的函数)。恶意构造的字节流可以触发任意命令执行,等同于远程代码执行(RCE)。

安全替代方案:

  • 传数据用 JSON(需对象可转 dict)、msgpack(更紧凑)、toml/yaml(适合配置)
  • 要保留类型信息且可信环境,可用 dill(支持更多对象,但同样不安全)
  • 微服务通信优先用 Protocol Buffers 或 Apache Avro,语言中立、向后兼容

记住:pickle 是 Python 内部工具,不是通用数据交换格式。

文中关于的知识介绍,希望对你的学习有所帮助!若是受益匪浅,那就动动鼠标收藏这篇《Pythonpickle序列化教程详解》文章吧,也可关注golang学习网公众号了解相关技术文章。

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