protobuf－介绍篇

What are protocol buffers?

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protobuf 是 protocol buffers的简称，它是结构体数据序列化的协议方法，简单、灵活、高效、自动，更重要的是它垮平台、支持多种语言（目前支持java、c＋＋、python）。类似 XML，但是比 xml 更小、更快速、更简单。你可以一次定义特定的数据结构，然后编译生产特定的语言代码对象（例如java），然后在这种语言下你很方便的实现对这个数据结构进行读和写，并且在数据流中传输，然后实现跨语言快平台的读写操作。

How do they work？

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1 按照 protobuf 的语法定义你的数据结构，保存为 .proto 文件。

例如：

message Person {  required string name = 1;  required int32 id = 2;  optional string email = 3;  enum PhoneType {    MOBILE = 0;    HOME = 1;    WORK = 2;  }  message PhoneNumber {    required string number = 1;    optional PhoneType type = 2 [default = HOME];  }  repeated PhoneNumber phone = 4;}

数据结构很简单，关于 protobuf 定义语法细节请参考：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto

一旦你定义好了你的 protobuf messages （数据结构），你可以使用 protobuf 的编译器将 .proto 文件编译生产制定语言的类文件，这个文件的成员变量和类型和 .proto 文件里面定义的对应。例如，如果你选择的是 c++ 语言，运行编译器编译上面的 .proto 文件，会生成一个叫做 Person 的类。然后你可以使用这个类进行序列化／反序列化的操作。例如：

Person person;person.set_name("John Doe");person.set_id(1234);person.set_email("[e-mail]");fstream output("myfile", ios::out | ios::binary);person.SerializeToOstream(&output);

上面是将一个对象序列化写到一个输出管道中。然后再另一端你可以这样读回数据：

fstream input("myfile", ios::in | ios::binary);Person person;person.ParseFromIstream(&input);cout << "Name: " << person.name() << endl;cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

图解：

为啥不用 XML 就行了

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关于数据结构的序列化，protobuf 有很多优点。

• 结构更简单
• 占用空间比 XML 小3～10倍
• 速度比 XML 快10～20倍
• 比 XML更少参数歧义
• 生产语言原生数据对象更简单

例如：现在定义一个 Person 对象，包含 name 和 email 两个字段。用 XML 定义为：

  <person>    <name>John Doe</name>    <email>[e-mail]</email>  </person>

使用 protobuf 定义为：

# Textual representation of a protocol buffer.# This is *not* the binary format used on the wire.person {  name: "John Doe"  email: "[e-mail]"}

当上面的结构编码成 protobuf 的二进制格式（上面的文本格式只是为了便于人理解和调试，最终回编译成机器能理解的二进制格式）之后，上面的数据大约九占 28个字节的长度，解析速度达到100～200纳秒；而上面的 XML 格式至少占用69个字节以上，而且解析速度为5000～10000纳秒。

再看看这解析上面的便利性。protobuf 使用很简单，语言对象的使用，例如：

cout << "Name: " << person.name() << endl;cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

而 XML 的解析：

cout << "Name: "       << person.getElementsByTagName("name")->item(0)->innerText()       << endl;cout << "E-mail: "       << person.getElementsByTagName("email")->item(0)->innerText()       << endl;

虽然 proto buf 有这么多优点，但也不是任何场合下它都比 XML 好。例如在基于文本文档模型的应用中它就不是太好用。在一个消息定义模型的应用中 protobuf 的使用意义更大。

文章参考：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview

－》下篇文章介绍 protobuf 编译器的安装。