一、引言：什么是 Django 序列化？

在 Web 开发中，序列化（Serialization） 是指将复杂的数据结构（如数据库模型对象）转换为可传输的格式（如 JSON、XML、YAML 等），以便在客户端与服务器之间进行通信。

Django 提供了多种序列化机制，帮助开发者轻松地将模型数据转换为结构化数据格式，常用于构建 RESTful API、数据导出、缓存等场景。

本文将深入讲解 Django 的序列化机制，涵盖：

Django 内置序列化器（serializers）
Django REST Framework（DRF）序列化器
自定义字段与验证逻辑
嵌套关系处理
性能优化建议

二、Django 内置序列化器详解

Django 自带了一个简单的序列化模块 django.core.serializers，支持 JSON、XML、YAML 等格式。

1. 使用示例

from django.core import serializers
from myapp.models import Book# 序列化为 JSON
books = Book.objects.all()
json_data = serializers.serialize("json", books)# 反序列化
for obj in serializers.deserialize("json", json_data):obj.save()

2. 输出格式说明

输出的 JSON 数据包含模型名称、主键和字段值：

[{"model": "myapp.book","pk": 1,"fields": {"title": "Django 入门","author": "张三","published": "2023-01-01"}}
]

3. 优点与限制

优点	缺点
简单易用	无法自定义字段名
支持反序列化	不支持嵌套关系
适合数据迁移或导出	不适合构建 REST API

三、Django REST Framework（DRF）序列化器详解

在构建 RESTful API 时，Django REST Framework（DRF） 提供了更强大、灵活的序列化器系统，支持字段验证、嵌套关系、分页、自定义渲染等。

1. 安装 DRF

pip install djangorestframework

在 settings.py 中添加：

INSTALLED_APPS += ['rest_framework']

2. 定义一个基础序列化器

from rest_framework import serializers
from myapp.models import Bookclass BookSerializer(serializers.ModelSerializer):class Meta:model = Bookfields = '__all__'

3. 序列化单个对象或查询集

book = Book.objects.get(id=1)
serializer = BookSerializer(book)
print(serializer.data)books = Book.objects.all()
serializer = BookSerializer(books, many=True)
print(serializer.data)

输出示例：

{"id": 1,"title": "Django 入门","author": "张三","published": "2023-01-01"
}

四、自定义字段与验证逻辑

1. 自定义字段类型

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):title_upper = serializers.SerializerMethodField()class Meta:model = Bookfields = ['id', 'title', 'title_upper', 'author', 'published']def get_title_upper(self, obj):return obj.title.upper()

2. 添加验证逻辑

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):class Meta:model = Bookfields = ['id', 'title', 'author', 'published']def validate_title(self, value):if len(value) < 3:raise serializers.ValidationError("书名必须大于3个字符")return value

3. 全局验证

def validate(self, data):if data['title'] == data['author']:raise serializers.ValidationError("书名不能与作者相同")return data

五、处理嵌套关系（Nested Relationships）

1. 外键关系

class AuthorSerializer(serializers.ModelSerializer):class Meta:model = Authorfields = ['id', 'name']class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):author = AuthorSerializer()class Meta:model = Bookfields = ['id', 'title', 'author', 'published']

2. 反向关系（Related Field）

class AuthorSerializer(serializers.ModelSerializer):books = BookSerializer(many=True, read_only=True)class Meta:model = Authorfields = ['id', 'name', 'books']

3. 可写嵌套关系

默认情况下，嵌套关系是只读的。如需写入，需重写 create() 和 update() 方法。

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):author = AuthorSerializer()class Meta:model = Bookfields = ['id', 'title', 'author', 'published']def create(self, validated_data):author_data = validated_data.pop('author')author, created = Author.objects.get_or_create(**author_data)return Book.objects.create(author=author, **validated_data)

六、性能优化：减少数据库查询

1. 使用 `select_related()` 和 `prefetch_related()`

books = Book.objects.select_related('author').all()
serializer = BookSerializer(books, many=True)

2. 避免 N+1 查询问题

使用 DRF 的 Prefetch 和 depth 选项优化嵌套关系查询。

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):class Meta:model = Bookfields = '__all__'depth = 1  # 自动展开外键关系（不推荐用于复杂结构）

3. 使用缓存减少重复查询

from django.core.cache import cachedef get_books():books = cache.get('books_list')if not books:books = Book.objects.all()cache.set('books_list', books, 60 * 15)  # 缓存15分钟return books

七、DRF 序列化器高级用法

1. HyperlinkedModelSerializer（生成 API 链接）

class BookSerializer(serializers.HyperlinkedModelSerializer):class Meta:model = Bookfields = ['url', 'title', 'author', 'published']

2. 使用 `to_representation()` 自定义输出

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):def to_representation(self, instance):data = super().to_representation(instance)data['custom_field'] = f"书籍：{instance.title}"return data

3. 使用 `to_internal_value()` 自定义输入

class BookSerializer(serializers.ModelSerializer):def to_internal_value(self, data):data['title'] = data['title'].strip()return super().to_internal_value(data)

八、DRF 序列化器 vs Django 原生序列化器对比

功能	Django 原生序列化器	DRF 序列化器
支持 JSON、XML、YAML	✅	✅（默认 JSON）
支持反序列化	✅	✅
支持字段验证	❌	✅
支持嵌套关系	❌	✅
支持自定义字段	❌	✅
支持 REST API 构建	❌	✅
支持分页	❌	✅
支持性能优化（如 select_related）	✅	✅

九、最佳实践建议

场景	建议
数据迁移、导出	使用 Django 原生序列化器
构建 REST API	使用 DRF 序列化器
高性能需求	使用 `select_related()` 和 `prefetch_related()`
字段验证	使用 DRF 序列化器的 `validate()` 方法
嵌套结构	使用 `SerializerMethodField` 或 `Prefetch`
安全性	使用 `read_only_fields` 和 `extra_kwargs` 控制字段权限
代码复用	抽取公共字段、继承 `ModelSerializer` 实现复用