WCF 資料合約與序列化：DataContractSerializer 原理與實作指南

WCF 採用 資料合約 (Data Contract) 定義服務邊界傳遞的資料結構，序列化引擎為 DataContractSerializer (DCS)，取代傳統 .NET 序列化器以滿足跨平台互通需求。

為何不沿用 .NET 內建序列化？

DCS 設計目標：僅序列化資料、不含型別身分、產出標準 XML Infoset、支援版本容錯、效能優於 XmlSerializer。

資料合約定義規則

[DataContract(Namespace = "https://myschema.org")]
public class UserProfile
{
    [DataMember(Order = 1, Name = "UserName", IsRequired = true)]
    public string Name { get; set; }

    [DataMember(Order = 2, EmitDefaultValue = false)]
    public string Email { get; set; }

    [DataMember(Order = 3)]
    public string Mobile { get; set; }

    // 無 DataMember → 不序列化
    public string InternalNote { get; set; }
}

• Order：控制 XML 元素順序，利於版本演進 (新欄位加在最後)。
• Name：自訂 XML 元素名稱，實現別名。
• IsRequired：反序列化時必須存在，否則拋例外。
• EmitDefaultValue=false：預設值 (null/0/false) 不輸出 XML，減小封包。

DCS 核心運作流程

1. 寫入端：WriteObject → WriteStartObject → WriteObjectContent (依 Order 寫入 DataMember) → WriteEndObject。
2. 讀取端：ReadObject → 驗證元素名/命名空間 → 依 Order 讀取 → 建立物件 → 設定屬性。
3. 版本容錯：IExtensibleDataObject 保留未知資料 (Round-tripping)，升級後舊用戶端仍能保留新欄位資料。

已知型別

多型序列化需宣告 [KnownType(typeof(Derived))] 或設定 ServiceKnownType，否則衍生類別無法正確序列化/反序列化。

程式碼範例：服務與客戶端

// 服務端
[ServiceContract]
public interface IUserService
{
    [OperationContract] bool AddUser(UserProfile user);
    [OperationContract] UserProfile GetUser(string name);
}

// 客戶端反序列化後的型別 (由 svcutil/Visual Studio 產生)
public partial class UserProfile : IExtensibleDataObject, INotifyPropertyChanged
{
    [DataMember] public string UserName { get; set; }
    [DataMember] public string UserEmail { get; set; }
    [DataMember] public string Mobile { get; set; }
    // 注意：屬性名稱依服務端 Name 別名調整
    // 自動實作 INotifyPropertyChanged 支援 WPF/UI 繫結
}

效能與最佳化

• DCS 預設不序列化 null 集合，建議初始化為空集合避免客戶端 NullReference。
• 大量資料考慮 DataContractSerializer 建構子預先載入已知型別，減少啟動反射開銷。
• 二進位編碼 (binaryMessageEncoding) 可進一步縮減 30-50% 封包體積，需雙端支援。

總結

DataContract + DataContractSerializer 是 WCF 互通性的基石。明確定義合約、控制序列化細節 (Order/Name/Required/EmitDefaultValue)、善用版本容錯機制，能建構穩健、可演進的服務介面。