Informatik Programmierung – Serialisierung und Protokolle
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14 KartenWas ist Serialisierung im Kontext verteilter Systeme?
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Serialisierung ist die Umwandlung von Speicherobjekten in ein byte- oder zeichenbasiertes Format für Speicherung oder Netzwerkübertragung.
Worin unterscheidet sich Deserialisierung von Serialisierung?
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Deserialisierung kehrt den Prozess um: aus dem serialisierten Byte- oder Textstrom werden wieder typisierte Speicherobjekte rekonstruiert.
Nenne zwei fundamentale Unterschiede zwischen Text- und Binärserialisierung.
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Textformate (JSON, XML) sind menschenlesbar und self-describing; Binärformate (Protobuf, MessagePack) sind kompakter und schneller zu parsen.
Welche Eigenschaft macht JSON zum De-facto-Standard für Web-APIs?
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JSON wird nativ von JavaScript unterstützt, ist schema-los und lässt sich ohne Code-Generierung direkt in Browser und Server verarbeiten.
Was ist der Hauptnachteil von XML gegenüber JSON bei APIs?
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XML ist verboser, erfordert Namespaces und Schema-Definitionen (XSD) und parst langsamer durch komplexere Parser-Logik.
Erkläre den Begriff 'schema-los' bei Serialisierungsformaten.
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Schema-lose Formate wie JSON benötigen keine vorherige Typdefinition; Struktur und Typen ergeben sich erst zur Laufzeit aus den Daten selbst.
Wie löst Protocol Buffers (Protobuf) das Problem der Schema-Evolution?
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Protobuf nutzt Feldnummern statt Namen; neue optionale Felder brechen alte Clients nicht (forward compatibility), unbekannte Felder werden ignoriert (backward compatibility).
Was bedeutet 'backward compatibility' bei Schema-Änderungen?
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Neuer Code kann Daten lesen, die mit altem Schema serialisiert wurden – alte Felder bleiben erhalten, neue sind optional oder haben Defaults.
Worin liegt der architektonische Unterschied zwischen REST und gRPC?
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REST nutzt HTTP-Verben und Ressourcen-URLs mit Textserialisierung (meist JSON); gRPC nutzt HTTP/2, Protobuf und definiert Services über stark typisierte RPC-Methoden.
Warum eignet sich MessagePack für High-Performance-Microservices?
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MessagePack ist binäres JSON: behält die schema-lose Flexibilität bei, reduziert Payload um 30–50 % und parst 2–5× schneller als JSON.
Welche Rolle spielt Content Negotiation bei HTTP-APIs?
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Client und Server einigen sich via Accept-/Content-Type-Header auf Serialisierungsformat (z. B. application/json vs. application/protobuf) ohne URL-Änderung.
Nenne ein Sicherheitsrisiko bei Deserialisierung nicht vertrauenswürdiger Daten.
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Deserialisierungsschwachstellen (z. B. Java ObjectInputStream, pickle) erlauben Remote Code Execution durch manipulierte Objektgraphen mit schädlichen Konstruktoren.
Wie wirkt sich Kompression (gzip, zstd) auf serialisierte Payloads aus?
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Textformate profitieren stark von Kompression (Redundanz); Binärformate sind bereits dicht, Gewinn fällt geringer aus – CPU-Overhead muss gegen Bandbreite abgewogen werden.
Wann ist Apache Avro gegenüber Protobuf vorzuziehen?
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Avro speichert Schema im Header, eignet sich für Data-Lake-Szenarien (Hadoop, Kafka) mit Schema-Registry und dynamischer Code-Generierung zur Laufzeit.