Django 序列化详解：从 Model 到 JSON，全面掌握数据转换机制
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 value3. 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 data3. 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 和 |
字段验证 | 使用 DRF 序列化器的 方法 |
嵌套结构 | 使用 或 |
安全性 | 使用 和 控制字段权限 |
代码复用 | 抽取公共字段、继承 实现复用 |
十、总结
Django 提供了两种强大的序列化机制：
- 原生序列化器：适合数据导出、迁移等场景；
- DRF 序列化器：适合构建 RESTful API、支持字段验证、嵌套关系、自定义字段等高级功能。
掌握序列化机制，是构建高效、可维护、安全的 Django Web 应用的重要基础。