RLP序列化

什么是序列化？

序列化将对象的状态信息转换为可以存储或传输的形式的过程。在序列化期间，对象将其当前状态写入到临时或持久性存储区。以后，可以通过从存储区中读取或反序列化对象的状态，重新创建该对象。
序列化机制的核心作用就是对象状态的保存与重建。

为什么要序列化？

1、以某种存储形式使自定义对象持久化。->便于对象持久化，通过序列化可以把数据永久地保存到硬盘上（通常存放在文件里）
2、将对象从一个地方传递到另一个地方。->便于网络传输，利用序列化实现远程通信，即在网络上传送对象的字节序列
3、使程序更具维护性。->便于维护，程序员依照相同的序列化规则，进行序列化及反序列化。

序列化的方法：Json序列化、FastJson序列化、xml序列化..等等,RLP正是序列化方法的一种，以太坊中使用了大量的RLP序列化

RLP序列化处理的两项数据

区块、交易等数据结构在持久化时会先经过RLP编码后再存储到数据库中，RLP编码的定义只处理两类数据：

一类是byte数组。
一类byte数组的数组，称之为列表。（递归定义）
这里的递归定义就比较相似与JSON，可以很容易的表示出一个树的结构。

RLP序列化采取的5项规则：

对于值在[0, 127]之间的单个字节，其编码是其本身。
例1：a的编码是97。
如果byte数组长度l <= 55，编码的结果是数组本身，再加上128+l作为前缀。
例2：abc编码结果是131 97 98 99.其中131=128+len("abc")，97 98 99依次是a b c。
如果数组长度大于55，编码结果第一个是183加数组长度的编码的长度，然后是数组长度的本身的编码，最后是byte数组的编码。
例3：“The length of this sentence is more than 55 bytes, I know it because I pre-designed it” = [183 + 1,86, ‘T’, ‘h’, ‘e’, ‘ ’, ’l’, ‘e’, … , ‘d’, ‘ ’, ‘i’, ’t’]
这里一定要注意的是：加上的数组长度的编码，86是数组的长度，86编码之后占用1个字节（在1到128之间），所以才加上1
如果列表长度小于55，编码结果第一位是192加列表长度的编码的长度，然后依次连接各子列表的编码。
例4： ["abc", "def"]的编码结果是200 131 97 98 99 131 100 101 102。其中abc的编码为131 97 98 99,def的编码为131 100 101 102。两个子字符串的编码后总长度是8，因此编码结果第一位计算得出：192 + 8 = 200。
如果列表长度超过55，编码结果第一位是247加列表长度的编码长度，然后是列表长度本身的编码，最后依次连接各子列表的编码。
这里一定要注意的是：加上的是列表长度的编码长度！类似于规则3

ps:

列表长度是指子列表编码后的长度之和。
规则1~3定义了byte数组的编码方案（也就是第一种数据结构）下面介绍列表（第二种数据结构）的编码规则

现在我们看一个较复杂的例子：

利用python写的RLP

def rlp_encode(input):
    if isinstance(input,str):
        if len(input) == 1 and chr(input) < 128: return input    #规则一
        else: return encode_length(len(input),128) + input    #规则二和规则三
    elif isinstance(input,list):
        output = ''
        for item in input: output += rlp_encode(item)       #递归的去遍历
        return encode_length(len(output),192) + output    #规则四和规则五

def encode_length(L,offset):
    if L < 56:
         return chr(L + offset)
    elif L < 256**8:
         BL = to_binary(L)
         return chr(len(BL) + offset + 55) + BL
    else:
         raise Exception("input too long")

def to_binary(x):
    return '' if x == 0 else to_binary(int(x / 256)) + chr(x % 256)

实际中的使用是个怎么样子？

在具体实现RLP编码时，首先需要将对像映射成byte数组或列表两种形式。以go语言编码struct为例，会将其映射为列表，例如Student这个对象处理成列表["icattlecoder","male"]
RLP（转发注明出处）-LMLPHP
实际中的，不同，就是讲的没用16进制表示，正常来讲，是16进制表示。

RLP分析

RLP最大的优点是在充分利用字节的情况下，同时支持列表结构，也就是说可以很轻易的利用RLP存储一个树状结构。
程序处理RLP编码时也非常容易。
所以理论上RLP可以编码任何数据。

参考目录

[1]. RLP编码和解码
[2]. 以太坊RLP用法-以太坊源码学习
[3]. 简单分析RLP编码原理
[4]. 以太坊源码学习—RLP编码

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whyaza

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