protobuf详解

protobuf详解

一、什么是protobuf

protobuf全称Google Protocol Buffers，是google开发的的一套用于数据存储，网络通信时用于协议编解码的工具库。protobuf是一种灵活高效的独立于语言平台的结构化数据表示方法。在通信协议和数据存储等领域中使用比较多。protobuf对于结构中的每个成员会提供set系列函数和get系列函数。与XML相比，protoBuf更小更快更简单。你可以用定义protobuf的数据结构。用protobuf编译器生成特定语言的源代码，如C++，Java，Python等。

二、protobuf的优缺点

(1)优点：

平台无关、语言无关

二进制、数据字描述

提供了完整详细的操作API

高性能比XML要快20-100倍

尺寸小比XML要小3-10倍高可扩展性

数据字描述前后兼容

(2)缺点：

语言覆盖度低，官方支持java、c++、python语言环境

自定义protobuf的工作量偏大

三、protobuf的安装

1、源码编译安装

官方源码：https://github.com/google/protobuf

(1) 安装依赖

如官网所列，protoc有如下依赖：Autoconf，automake，libtool，curl，make，g++，unzip，gmock。其中gmock依赖于libtool。

(2) 源码下载

(3) 源码编译

注：安装完成后会在/usr/lib目录下生成libprotobuf、libprotobuf-lite，libproto这三类静态和动态库文件。然后我们需要手动执行Idconfig来更新lib路径。

2、二进制安装

我们也可以直接下载二进制包来进行安装。

获取proto二进制文件的连接：https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases

(1) 下载指定版本的二进制包

(2) 解压指定PATH路径

即可安装完成。

四、使用示例

官方文档地址：https://developers.google.com/protocol-buffers/

安装完成后，我们可以按照官方手册上的示例编写.proto文件

(1) 编写.proto文件

(2) 编译.proto文件，生成对应语言的操作文件。

如果我们想要python的操作文件，那么执行：

protoc --python_out=./ test_pb.proto对应生成test_pb.py的文件。

如果我们想要c++的操作文件，那么执行：protoc --cpp_out=./ test_pb.proto

对应生成test_pb.h test_pb.cc文件

(3) 序列化protobuf

将生成的操作文件引入到代码中。通过protobuf内置的set函数进行赋值，赋值完成后将protobuf序列化成二进制流。目前针对于c++语言，protobuf提供了如下序列化函数：

(4) 反序列化protobuf

将已经序列化的二进制流反序列化，同样也是调用protobuf提供的内置函数。针对于c++，protobuf提供了如下几种常用的反序列化函数：

总结

一、 protobuf时间效率和空间效率都要比json和XML都有提升，但是由于消息结构可读性不高，且支持java，c++和python，导致其使用不够广泛。

二、 protobuf主要应用于对时间效率或空间效率方面有极高要求的场景。