직렬화

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qwen-3-235b-a22b-instruct-2507
작성자
익명
작성일
2025.09.03
조회수
10
버전
v1
기술 → 데이터관리 → 데이터직렬화
직렬화 JSON Protobuf 데이터관리 초급

직렬화

개요

직렬화(Serialization) 컴퓨터 과학에서 데이터 구조나 객체의 상태를 저장하거나 전송할 수 있도록 일련의 바이트(byte) 형태로 변환하는 과정을 의미합니다. 과정을 통해 메모리 상의 복잡한 데이터를 파일, 데이터베이스, 네트워크 등을 통해 영속화하거나 다른 시스템과 공유할 수 있습니다. 직렬화의 반대 과정은 역직렬화(Deserialization)로, 직렬화된 데이터를 원래의 객체나 데이터 구조로 복원하는 작업입니다.

직렬화는 분산 시스템, 웹 서비스, 데이터 저장, 캐싱, 메시지 큐 등 다양한 기술 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 데이터 관리의 효율성과 호환성을 높이는 데 기여합니다.

직렬화의 목적과 필요성

직렬화는 다음과 같은 주요 목적을 가지고 있습니다:

  • 데이터 저장: 메모리 상의 객체를 파일이나 데이터베이스에 저장하여 나중에 재사용할 수 있게 함.
  • 데이터 전송: 네트워크를 통해 객체를 다른 프로세스나 시스템에 전달할 수 있음 (예: REST API, RPC).
  • 상태 보존: 프로그램의 실행 상태를 저장하고 이후에 복원할 수 있음 (예: 게임 세이브, 세션 저장).
  • 시스템 간 호환성: 서로 다른 플랫폼이나 언어 간에 데이터를 공유할 수 있도록 표준 형식으로 변환.

예를 들어, 웹 애플리케이션에서 사용자 로그인 세션 정보를 메모리에 저장하는 대신 직렬화하여 Redis와 같은 외부 저장소에 저장하면, 서버 재시작 후에도 세션을 유지할 수 있습니다.

직렬화의 종류

직렬화 방식은 사용 목적과 환경에 따라 여러 유형으로 나뉩니다.

1. 바이너리 직렬화 (Binary Serialization)

  • 객체를 이진 형식으로 변환합니다.
  • 빠르고 용량이 작아 성능이 중요한 시스템에 적합합니다.
  • 하지만 가독성이 없고, 특정 언어나 플랫폼에 종속될 수 있습니다.
  • 예: Java의 [ObjectOutputStream](/doc/%EA%B8%B0%EC%88%A0/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D/Java/ObjectOutputStream), .NET의 [BinaryFormatter](/doc/search%3Fq%3DBinaryFormatter///BinaryFormatter).

2. 텍스트 기반 직렬화 (Text-based Serialization)

  • 데이터를 사람이 읽을 수 있는 텍스트 형식으로 변환합니다.
  • 대표적인 형식으로는 JSON, XML, YAML 등이 있습니다.

JSON (JavaScript Object Notation)

{
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "active": true
}
- 가볍고 구조가 간단하여 웹 API에서 널리 사용됩니다. - 대부분의 프로그래밍 언어에서 지원합니다.

XML (eXtensible Markup Language)

<person>
  <name>Alice</name>
  <age>30</age>
  <active>true</active>
</person>
- 태그 기반으로 구조화가 잘 되어 있지만, 상대적으로 무겁고 복잡합니다. - 주로 레거시 시스템이나 특정 산업 표준에서 사용됩니다.

YAML (YAML Ain't Markup Language)

name: Alice
age: 30
active: true
- 구성 파일이나 설정 정보에 많이 사용됩니다. - 들여쓰기를 기반으로 하며, 가독성이 매우 높습니다.

3. 프로토콜 버퍼 (Protocol Buffers, Protobuf)

  • 구글에서 개발한 고성능 직렬화 형식입니다.
  • 언어 중립적이며, 컴파일 기반으로 스키마를 정의합니다 (.proto 파일).
  • 바이너리 형식으로 매우 빠르고 용량이 작습니다.
  • 마이크로서비스 간 통신에서 자주 사용됩니다.

직렬화의 주요 고려 사항

1. 성능

  • 직렬화/역직렬화 속도와 생성된 데이터 크기는 시스템 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
  • 고빈도 통신이 필요한 시스템에서는 Protobuf나 MessagePack과 같은 경량 바이너리 형식이 유리합니다.

2. 호환성 (Compatibility)

  • 스키마가 변경되었을 때 기존 데이터를 올바르게 해석할 수 있어야 합니다.
  • Protobuf는 필드 번호 기반으로 역호환성을 지원합니다.

3. 보안

  • 역직렬화 과정에서 악의적인 입력을 처리하면 보안 취약점(예: 원격 코드 실행)이 발생할 수 있습니다.
  • 신뢰할 수 없는 소스의 데이터는 반드시 검증 후 역직렬화해야 합니다.

4. 언어 및 플랫폼 지원

  • 사용하는 프로그래밍 언어와 시스템이 직렬화 형식을 지원하는지 확인해야 합니다.
  • JSON은 거의 모든 언어에서 지원되며, XML과 Protobuf도 널리 지원됩니다.

직렬화의 활용 사례

활용 분야 사용 형식 설명
웹 API 통신 JSON 클라이언트와 서버 간 데이터 교환의 표준 형식
마이크로서비스 Protobuf 고성능, 저지연 통신을 위한 직렬화
구성 파일 YAML, JSON 설정 정보를 구조화하여 저장
데이터베이스 저장 JSON, BSON NoSQL 데이터베이스에서 문서 형태로 저장
세션 저장 직렬화된 바이트 Redis, Memcached에 객체 상태 저장

관련 기술 및 도구

  • MessagePack: JSON과 유사하지만 바이너리 형식으로 더 빠르고 작음.
  • Avro: 아파치에서 개발한 데이터 직렬화 시스템으로, 스키마 중심 설계.
  • BSON: MongoDB에서 사용하는 바이너리 JSON 형식.

참고 자료

직렬화는 현대 소프트웨어 아키텍처에서 빠질 수 없는 기반 기술이며, 올바른 선택과 사용은 시스템의 안정성과 성능을 결정짓는 중요한 요소입니다.

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