シリアライズの仕組み — 買い物メモを保存して、読み戻す

ひよこ

買い物メモを、別のプログラムへ渡すには？

ペンギン先生

プログラム内のデータを、保存や送信できる形式へ変えるのがシリアライズだよ。JSONの文字列へ変換し、UTF-8のバイト列にする例から見てみよう。読み戻すのがデシリアライズだね。

ひよこ

JSONなら、見た目は文字だよね？

ペンギン先生

そうだね。テキスト形式だけど、ファイルや通信では文字コードに応じたバイトとして扱う。文字列を作ることと、ファイルへ保存すること、通信することも、それぞれ別の操作なんだ。

ひよこ

読み戻したら、元のものと全部同じ？

ペンギン先生

形式で表せるデータと変換の規則によるよ。JavaScriptのDateはJSONでは文字列になり、読み戻してもDateへ自動的には戻らない。関数や循環参照も、そのまま何でも保存できるわけではないんだ。

ひよこ

バイナリなら、いつでも小さくて速いの？

ペンギン先生

データの内容やライブラリ、圧縮、環境によるよ。ProtobufやMessagePack等は候補だけど、JSONの何分の1・何倍と固定で比べるのは避けよう。人が確認する必要や対応言語も判断材料になるんだ。

ひよこ

Protobufの番号は、何のため？

ペンギン先生

各フィールドを識別する番号だよ。.protoで型と番号を決め、コードを生成して使う。使い始めた番号を変えたり、削除した番号を別の用途に使ったりすると、読み手が意味を取り違えるおそれがあるんだ。

ひよこ

番号さえ同じなら、更新しても絶対大丈夫？

ペンギン先生

番号は大切だけど、それだけではないよ。型の変更や存在の扱い、JSONへ変える経路なども条件になる。新しいフィールドの追加をバイナリ上で読めても、アプリが必要な値を使えるかは別に確認しよう。

ひよこ

読み戻すだけでも、危険があるの？

ペンギン先生

形式によるよ。Pythonのpickle等は、信頼できないデータの読み込みでコードを実行され得る。JSONを使う場合も、大きさや構造、必要な型・値を検証してから使う。形式だけで入力が信用できるわけではないんだ。

ひよこ

初心者は、どこから覚えればいい？

ペンギン先生

まず値→表現→読み戻した値の3つを分けよう。下のJSONの例で名前と数量は戻り、日付は文字列になるところを確かめると、形式が残すものと残さないものが見えてくるよ。

まずは、買い物メモをJSONにする

別のアプリへ値を渡すとき、プログラム内のデータを共通の表現へ変えます。Node.jsがあればserialize-demo.jsとして保存し、node serialize-demo.jsで試してみましょう。

const memo = {
  name: "りんご",
  quantity: 2,
  createdAt: new Date("2026-01-01T00:00:00Z"),
};
const json = JSON.stringify(memo);
const bytes = new TextEncoder().encode(json);
const restored = JSON.parse(new TextDecoder().decode(bytes));

console.log(json);
console.log(restored.name, restored.quantity);
console.log(typeof restored.createdAt);

{"name":"りんご","quantity":2,"createdAt":"2026-01-01T00:00:00.000Z"}
りんご 2
string

JSON.stringifyは文字列を作り、TextEncoderはUTF-8のバイト列へ変換します。読み戻すと名前と数量は使えますが、日付はDateオブジェクトではなく文字列です。図の矢印はこの変換で、ネットワーク通信やファイル保存を行う例ではありません。

形式で表せるものを確認する

JavaScriptのJSON変換では、オブジェクト内のundefinedや関数などは省かれ、配列内ではnullになる場合があります。通常のBigIntや循環参照はエラーになります。MapやSet、クラスの振る舞い等も元のまま保存できると考えません。

読み戻した日時をDateにするなら、期待する文字列か検証してから変換します。JSONの構文が正しいことと、必要な項目があり、数量が許す値であることは別です。

テキスト・バイナリ・スキーマの役割

JSON、Protobuf、MessagePack等で特性は違います。「ProtobufはいつでもJSONの1/5で10倍速い」のような数値だけで決めず、同じ条件の実データで測ります。

もう少し詳しく：Protobufの変更と入力の安全性

Protobufはフィールド番号でデータを識別します。使い始めた番号を変えず、削除した番号はreservedで再利用を防ぎます。バイナリ上で安全な変更と、条件付きの変更、JSON/TextFormatの条件は分けて公式の互換性規則を確認します。

未知のフィールドを扱えることだけで、アプリの意味まで互換になるとは限りません。旧クライアントの振る舞い、既定値、存在の有無、変更する順番もテストします。

Pythonのpickleは、信頼できない入力から任意のコードを実行される危険があるため、公式資料も信用できるデータだけを読み込むよう案内しています。JSONやProtobufを選んでも、入力の量・型・値・用途の検査と認可は必要です。

🐧 ペンギン先生のまとめ：「シリアライズ」って出てきたら「値を、保存や送信に使える表現へ詰めること」と思えばだいたいOK！

送り方はgRPCの仕組み、APIの入口はAPI開発入門で続けられます。

参考資料

• MDN：JSON.stringify — Date・省略する値・循環参照とBigIntの条件
• Protocol Buffers：proto3 guide — フィールド番号・reserved・変更の互換性の区分
• Python：pickle — 信頼できないデータの読み込みとコード実行の危険