重磅发布：Apache Fory™ Rust，面向现代开发的全能序列化框架

2025年10月29日 · 阅读需 16 分钟

Apache Fory PMC Member

TL;DR：Apache Fory Rust 让跨语言序列化同时拥有顶级性能与顺滑开发体验。它以 Rust 的安全模型为基础，通过零拷贝、自动引用管理和自适应 schema 演进，处理循环引用、trait 对象、多语言互通等棘手场景而无需额外样板代码。

🐙 GitHub: https://github.com/apache/fory
📦 Crate: https://crates.io/crates/fory

序列化的三难选择

后台工程师迟早会撞上这堵墙：系统里充满嵌套结构、循环引用、运行时多态，你却只能在以下三种糟糕方案里挑一个：

速度快却脆弱：手写二进制协议，一遇到 schema 变动就整体崩塌
灵活却迟钝：JSON、Protocol Buffers 性能动辄慢一个数量级
功能全却掣肘：现成框架不理解你语言里的高级抽象

Apache Fory Rust 把这个难题彻底推翻：不需要 IDL、不用同步 schema，也无需牺牲吞吐量，就能把复杂对象牢牢握在手里。

Apache Fory Rust 的独到之处

1. 真正的跨语言互操作

Fory Rust 与 Java、Python、C++、Go 等官方实现走的是同一套二进制协议。Rust 里写入、Python 里读出，二进制直接通用，无需生成代码，也不存在版本错配。

// Rust: Serialize
let user = User {
    name: "Alice".to_string(),
    age: 30,
    metadata: HashMap::from([("role", "admin")]),
};
let bytes = fory.serialize(&user);

// Python: Deserialize (same binary format!)
user = fory.deserialize(bytes)  # Just works!

跨语言序列化因此变成产品级的可靠能力，而非勉强达成的工程妥协。

2. 共享与循环引用一网打尽

多数序列化库遇到循环引用就报错。Fory 会在编解码阶段自动追踪引用关系，既保留共享对象，也保持指针身份。

Shared Reference：

use fory::Fory;
use std::rc::Rc;

let fory = Fory::default();

// Create a shared value
let shared = Rc::new(String::from("shared_value"));

// Reference it multiple times
let data = vec![shared.clone(), shared.clone(), shared.clone()];

// The shared value is serialized only once
let bytes = fory.serialize(&data);
let decoded: Vec<Rc<String>> = fory.deserialize(&bytes)?;

// Verify reference identity is preserved
assert_eq!(decoded.len(), 3);
assert_eq!(*decoded[0], "shared_value");

// All three Rc pointers point to the same object
assert!(Rc::ptr_eq(&decoded[0], &decoded[1]));
assert!(Rc::ptr_eq(&decoded[1], &decoded[2]));

Circular Reference：

use fory::{ForyObject, RcWeak};

#[derive(ForyObject)]
struct Node {
    value: i32,
    parent: RcWeak<RefCell<Node>>,     // Weak pointer breaks cycles
    children: Vec<Rc<RefCell<Node>>>,  // Strong references tracked
}

// Build a parent-child tree with circular references
let parent = Rc::new(RefCell::new(Node { ... }));
let child = Rc::new(RefCell::new(Node {
    parent: RcWeak::from(&parent),  // Points back to parent
    ...
}));
parent.borrow_mut().children.push(child.clone());

// Serialization handles the cycle automatically
let bytes = fory.serialize(&parent);
let decoded: Rc<RefCell<Node>> = fory.deserialize(&bytes)?;

// Reference relationships preserved!
assert!(Rc::ptr_eq(&decoded, &decoded.borrow().children[0].borrow().parent.upgrade().unwrap()));

图数据库、ORM、复杂领域模型都因此受益，工程团队再也不用为保留指针身份写边角逻辑。

3. Trait 对象序列化终于不再折腾

Rust 的抽象力来自 trait，但 Box<dyn Trait> 序列化一直被视为难题。Fory 内建类型注册机制，处理起来轻松自然。

use fory::{ForyObject, Serializer, register_trait_type};

trait Animal: Serializer {
    fn speak(&self) -> String;
}

#[derive(ForyObject)]
struct Dog { name: String, breed: String }

#[derive(ForyObject)]
struct Cat { name: String, color: String }

// Register implementations
register_trait_type!(Animal, Dog, Cat);

// Serialize heterogeneous collections
let animals: Vec<Box<dyn Animal>> = vec![
    Box::new(Dog { ... }),
    Box::new(Cat { ... }),
];

let bytes = fory.serialize(&animals);
let decoded: Vec<Box<dyn Animal>> = fory.deserialize(&bytes)?;

// Polymorphism preserved!
decoded[0].speak();  // "Woof!"
decoded[1].speak();  // "Meow!"

无需注册，直接使用 dyn Any 的写法：

use std::rc::Rc;
use std::any::Any;

// No trait definition or registration needed
let dog: Rc<dyn Any> = Rc::new(Dog { name: "Rex".to_string(), breed: "Labrador".to_string() });
let cat: Rc<dyn Any> = Rc::new(Cat { name: "Whiskers".to_string(), color: "Orange".to_string() });

let bytes = fory.serialize(&dog);
let decoded: Rc<dyn Any> = fory.deserialize(&bytes)?;

// Downcast to concrete type
let unwrapped = decoded.downcast_ref::<Dog>().unwrap();
assert_eq!(unwrapped.name, "Rex");

支持面向 Box、Rc、Arc 的 trait 对象，以及 Rc<dyn Any> / Arc<dyn Any> 等运行时多态场景，为插件系统、异构集合和可扩展架构打开新的空间。

4. Schema 演进无需同步发布

微服务独立迭代时，最怕 schema 不一致。Fory 的 Compatible 模式 允许你放心升级字段，老版本数据依旧读得出来。

use fory::{Fory, ForyObject};

// Service A: Version 1
#[derive(ForyObject)]
struct User {
    name: String,
    age: i32,
    address: String,
}

let mut fory_v1 = Fory::default().compatible(true);
fory_v1.register::<User>(1);

// Service B: Version 2 (evolved independently)
#[derive(ForyObject)]
struct User {
    name: String,
    age: i32,
    // address removed
    phone: Option<String>,     // New field
    metadata: HashMap<String, String>,  // Another new field
}

let mut fory_v2 = Fory::default().compatible(true);
fory_v2.register::<User>(1);

// V1 data deserializes into V2 structure
let v1_bytes = fory_v1.serialize(&user_v1);
let user_v2: User = fory_v2.deserialize(&v1_bytes)?;
// Missing fields get default values automatically

兼容策略概览：

✅ 新增字段会被自动赋默认值
✅ 删除字段时旧数据会被跳过
✅ 字段顺序可随意调整，按名称对齐
✅ 可空性 (T ↔ Option<T>) 可互换
❌ 字段类型不可直接改动（可空性除外）

零停机上新、跨团队协同和多语言部署都能依赖这一机制。

技术基石

协议设计

Fory 的二进制协议兼顾吞吐与灵活度：

| fory header | reference meta | type meta | value data |

四项关键设计：

紧凑编码：可变长整数、精简类型 ID、位级标志位
引用追踪：共享对象只写一次，此后以引用替代
元信息压缩：meta-sharing 模式下对类型描述做 gzip 压缩
小端布局：适配现代 CPU 的缓存与对齐策略

编译期代码生成

Fory 通过过程宏在编译期生成序列化逻辑，避开运行时反射开销。

use fory::ForyObject;

#[derive(ForyObject)]
struct Person {
    name: String,
    age: i32,
    address: Address,
}

// Macro generates:
// - fory_write_data() for serialization
// - fory_read_data() for deserialization
// - fory_reserved_space() for buffer pre-allocation
// - fory_get_type_id() for type registration

因此：

⚡ 没有运行时分派或反射
🛡️ 类型不匹配在编译期即会被捕获
📦 只生成实际用到的序列化代码
🔍 IDE 推导体验完整保留

组件划分

整个 Rust 实现由三个 crate 组成，职责分明：

fory/            # 高阶 API
  └─ 常用封装与 derive 重导出

fory-core/       # 核心序列化内核
  ├─ fory.rs         # 入口模块
  ├─ buffer.rs       # 零拷贝缓冲区
  ├─ serializer/     # 针对类型的序列化器
  ├─ resolver/       # 类型注册与派发
  ├─ meta/           # 元信息压缩
  └─ row/            # Row format 实现

fory-derive/     # 过程宏集合
  ├─ object/         # ForyObject derive 宏
  └─ fory_row.rs     # ForyRow derive 宏

模块化设计让团队能够放心演进性能和功能，而无需担心耦合。

基准：真实业务下的吞吐

数据类型	数据规模	操作类型	Fory TPS	JSON TPS	Protobuf TPS	最快
company	small	serialize	10,063,906	761,673	896,620	fory
company	medium	serialize	412,507	33,835	37,590	fory
company	large	serialize	9,183	793	880	fory
ecommerce_data	small	serialize	2,350,729	206,262	256,970	fory
ecommerce_data	medium	serialize	59,977	4,699	5,242	fory
ecommerce_data	large	serialize	3,727	266	295	fory
person	small	serialize	13,632,522	1,345,189	1,475,035	fory
person	medium	serialize	3,839,656	337,610	369,031	fory
person	large	serialize	907,853	79,631	91,408	fory
simple_list	small	serialize	27,726,945	4,874,957	4,643,172	fory
simple_list	medium	serialize	4,770,765	401,558	397,551	fory
simple_list	large	serialize	606,061	41,061	44,565	fory
simple_map	small	serialize	22,862,369	3,888,025	2,695,999	fory
simple_map	medium	serialize	2,128,973	204,319	193,132	fory
simple_map	large	serialize	177,847	18,419	18,668	fory
simple_struct	small	serialize	35,729,598	10,167,045	8,633,342	fory
simple_struct	medium	serialize	34,988,279	9,737,098	6,433,350	fory
simple_struct	large	serialize	31,801,558	4,545,041	7,420,049	fory
system_data	small	serialize	5,382,131	468,033	569,930	fory
system_data	medium	serialize	174,240	11,896	14,753	fory
system_data	large	serialize	10,671	876	1,040	fory

适用与不适用的场景

✅ 最佳落地案例

多语言微服务体系
- 团队间使用不同语言
- 无 schema 文件的跨语言通信
- 独立升级却要保持兼容
高吞吐数据流水线
- 每秒处理数百万条记录
- 内存紧张，可借助 row format
- 分析场景需要按字段解码
结构复杂的领域模型
- 父子引用、图结构、循环依赖
- trait 对象、多态层次丰富
- 共享引用必须原样保留
低延迟系统
- 序列化开销要求低于 1ms
- 借助内存映射文件
- 强调零拷贝读写

⚠️ 可以考虑其他方案的情况

调试必须可读：直接使用 JSON/YAML
长期存档：面向数据湖的 Parquet 更合适
数据结构极其简单：serde + bincode 成本最低

五分钟快速上手

安装依赖

在 Cargo.toml 中加入：

[dependencies]
fory = "0.13"

首个对象的读写

use fory::{Fory, Error, ForyObject};

#[derive(ForyObject, Debug, PartialEq)]
struct User {
    name: String,
    age: i32,
    email: String,
}

fn main() -> Result<(), Error> {
    let mut fory = Fory::default();
    fory.register::<User>(1);  // Register with unique ID
    let user = User {
        name: "Alice".to_string(),
        age: 30,
        email: "alice@example.com".to_string(),
    };
    // Serialize
    let bytes = fory.serialize(&user);
    // Deserialize
    let decoded: User = fory.deserialize(&bytes)?;
    assert_eq!(user, decoded);
    Ok(())
}

跨语言互通配置

use fory::Fory;

// Enable cross-language mode
let mut fory = Fory::default().compatible(true).xlang(true);

// Register with id/namespace for cross-language compatibility
fory.register_by_namespace::<User>(1);
// fory.register_by_namespace::<User>("example", "User");

let bytes = fory.serialize(&user);
// This can now be deserialized in Java, Python, Go, etc.

请确保所有语言实现都以一致的 ID 或名称注册类型：

使用 ID（fory.register::<User>(1)）：编码最紧凑、吞吐最好，但需要跨团队协调 ID
使用名称（fory.register_by_name::<User>("example.User")）：更易管理、冲突风险低，代价是编码稍大

支持的类型族群

Fory Rust 支持体系涵盖：

原生类型：bool、i8、i16、i32、i64、f32、f64、String

集合容器：Vec<T>、HashMap<K,V>、BTreeMap<K,V>、HashSet<T>、Option<T>

智能指针：Box<T>、Rc<T>、Arc<T>、RcWeak<T>、ArcWeak<T>、RefCell<T>、Mutex<T>

日期时间：chrono::NaiveDate、chrono::NaiveDateTime

自定义类型：对象图使用 ForyObject，行式存储使用 ForyRow

Trait 对象：Box<dyn T>、Rc<dyn T>、Arc<dyn T>、Rc<dyn Any>、Arc<dyn Any>

路线图：现在与未来

Fory Rust 已经稳定可用于生产，同时仍保持高速演进。

✅ v0.13 已完成

✅ 过程宏驱动的静态代码生成
✅ 零拷贝 row format 编解码
✅ 跨语言对象图序列化
✅ 自动追踪共享与循环引用
✅ RcWeak、ArcWeak 等弱指针支持
✅ Box / Rc / Arc trait 对象序列化
✅ Compatible 模式支持 schema 演进

🚧 研发中

跨语言引用序列化：Rc/Arc 跨语言互通
Row format 局部更新：原地更新部分字段

🎯 社区期待

欢迎加入并贡献：

性能优化：深挖热点路径
文档补完：案例、指南、教学
测试覆盖：基准、性质、边界场景

生产级别的考量

线程安全模式

完成所有类型注册后，Fory 即具备线程安全特性。此时用 Arc 包装、分发到多个线程，既能并发序列化，也能并发解码。

use fory::Fory;
use std::{sync::Arc, thread};

let mut fory = Fory::default();
fory.register::<Item>(1)?;
let fory = Arc::new(fory); // `Fory` is Send + Sync once registration is done

let item = Item::default();
let handles: Vec<_> = (0..4)
    .map(|_| {
        let fory = Arc::clone(&fory);
        let input = item.clone();
        thread::spawn(move || {
            let bytes = fory.serialize(&input);
            let decoded: Item = fory.deserialize(&bytes).expect("valid data");
            (bytes, decoded)
        })
    })
    .collect();

for handle in handles {
    let (bytes, decoded) = handle.join().expect("thread finished");
    // work with `bytes` / `decoded`
}

错误处理方式

所有可失败操作都返回 Result<T, Error>，与 Rust 生态保持一致。

use fory::Error;

match fory.deserialize::<User>(&bytes) {
    Ok(user) => process_user(user),
    Err(Error::TypeMismatch) => log::error!("Schema mismatch"),
    Err(Error::BufferTooShort) => log::error!("Incomplete data"),
    Err(e) => log::error!("Deserialization failed: {}", e),
}

文档与资源

Apache Fory Rust 指南：📖 查看
Apache Fory Rust API：📖 查看
Apache Fory Xlang 协议规范：📖 查看

社区与共建

Apache Fory 隶属于 Apache 软件基金会，社区活跃并持续壮大：

GitHub：apache/fory
文档站：fory.apache.org
Slack：加入社区
Issue Tracker：GitHub Issues

如何参与贡献

代码：实现路线图上的功能点
文档：补充教程、示例与实践
测试：完善基准、模糊与集成测试
反馈：提交 Bug、需求或使用经验

详见 CONTRIBUTING.md。

许可证

项目使用 Apache License 2.0，允许商业应用、修改和再发行。

收官

Apache Fory Rust 把性能、灵活度和开发者体验重新排列组合：

性能与灵活性并行，不再二选一
复杂样板自动化，derive 宏替你完成繁琐实现
天然支持多态与引用，跨语言协作不再吃力

如果你正在构建微服务、高速数据管线或实时系统，Fory Rust 值得马上试用。

立即体验：

cargo add fory

加入社区：

git clone https://github.com/apache/fory.git
cd fory/rust
cargo test --features tests

分享经验：

写一篇实践文章
在 Rust Meetup 做场分享
提交与你业务相关的基准数据

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1. 真正的跨语言互操作​

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✅ 最佳落地案例​

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支持的类型族群​

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🚧 研发中​

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