google protocol buffers 开发者指南

  译自 https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview

Protocol Buffers提供了语言中立、平台中立，并且可扩展的序列化结构数据以用于通信协议、数据存储等的方法。只需要定义一次数据结构，就可以简单地使用特别生成的源代码来使用各种语言，从各种数据流读写结构数据。甚至可以更新数据结构，而不影响已经发布的、使用旧格式的程序。

1 Protocol Buffers是如何工作的？

1.1 编写.proto文件

    在.proto文件中定义protocol buffer消息格式。protocol buffer消息是一个小的逻辑记录，包含一系列名字-值对。

    

    消息格式很简单：每个消息可以包含一个或者多个具有唯一编号的字段，每个字段可以有名字和值类型，而值类型可以是数值（整数或者浮点数）、布尔值、字符串、原始字节，甚至可以是其他消息类型，以便构成数据层次。可以指定字段是可选的、必须的、重复的。

1.2 编译.proto文件

    根据应用程序使用的编程语言，使用protocol buffer编译器编译.proto文件，生成数据访问类。数据访问类为每个字段提供了简单的访问器（如query()和set_query())，为整个结构提供了序列化/解析方法。例如，对于前面的Person定义，可以使用下列代码进行序列化：

    

    而使用下述代码进行解析：

    

    可以在消息格式中添加新的字段而不破坏向后兼容性：旧的可执行程序在解析的时候会简单地忽略新的字段。

2 为什么不使用XML？

    相比于XML，protocol buffers有下述优点：

· 更简单

· 小3到10倍

· 快20到100倍

· 二义性较少

· 生成的数据访问类容易用于编程

    例如，用XML定义一个包含name和email的person模型：

    

    而protocol buffer的定义则为（text_format）：

    

    上述消息编码成protocol buffer二进制格式（上述文本格式只是为了方便人类读取，用于调试和编辑）后大概有28字节长，解析耗时100到200纳秒。而移除空白后的XML格式至少为69字节，解析耗时5000到10000纳秒。

 

    此外，操作protocol buffer更简单：

    

    而XML操作代码可能是：

    

   

    然而，protocol buffers并不总是比XML好。比如说，protocol buffers就不适合用于表达带标记的基于文本的文档（如HTML）。此外，XML便于人类阅读和编辑，而protocol buffer，至少是其原始格式，是不适于人类阅读和编辑的。XML也是自描述的。而protocol buffer只在你有消息定义（.proto文件）的时候才有意义。

3 如何开始？

    下载安装包。安装包包含用于Java、Python、C++的完整源代码，以及C++编译器和用于IO与测试的类。根据README的指示，构建和安装编译器。

    设置好之后，阅读用于你选定的语言的概述文档，它会引导你创建一个使用protocol buffers的简单应用。