Go 语言网络编程系列（七）—— RPC 编程篇：默认编解码工具 Gob

Gob 简介

Gob 是 Go 语言的一个序列化数据结构的编码解码工具，在 Go 标准库中内置了 encoding/gob 包以供使用。一个数据结构使用 Gob 进行序列化之后，能够用于网络传输，因此它的典型适用场景就是 RPC 编程，我们在上篇教程也提到了 net/rpc 包默认使用 encoding/gob 进行编解码，以 rpc.Client 为例，其初始化代码如下：

func NewClient(conn io.ReadWriteCloser) *Client {
  encBuf := bufio.NewWriter(conn)
  client := &gobClientCodec{conn, gob.NewDecoder(conn), gob.NewEncoder(encBuf), encBuf}
  return NewClientWithCodec(client)
}

发送端会在发送消息之前使用 gob.Encoder 对数据进行编码，接收端在收到消息后会通过 gob.Decoder 对数据进行解码，就像 PHP 中 json_encode 与 json_decode 所做的那样。

Gob 编解码规则

关于 Gob 编解码规则我们这里做一个简单的介绍，对 Gob 而言，发送方和接受方的数据结构并不需要完全一致，以官方示例为例：

上述 struct { A, B int } 结构编码的数据可以被后面 9 种结构类型接收解码，具体来说，接收数据结构只要满足与发送数据结构签名一致（与顺序无关，不能类型之间不能相互编解码，整型还要细分为有符号和无符号）、或者是发送数据类型的子集（但不能为空）或超集，即可正常接收并解码。

具体到不同的数据类型，规则如下：

• struct、array、slice 是可以被编码的，但是 function 和 channel 是不能被编码的；
• 整型分为有符号和无符号，无符号和有符号整型是不能互相编解码的；
• 布尔类型是被当作 uint 来编码的，0 是 false，1 是 true；
• 浮点型的值都是被当作 float64 类型的值来编码的，浮点型和整型也是不能相互编解码的；
• 字符串类型（包含 string 和 []byte）是以无符号字节个数 + 每个字节编码的形式编解码的；
• 数组类型（包含 slice 和 array）是按照无符号元素个数 + 每个数组元素编码的形式进行编解码的；
• 字典类型（map）是按照无符号元素个数 + 键值对这样的形式进行编解码的；
• 结构体类型（struct）是按照序列化的属性名 + 属性值来进行编解码的，其中属性值是其自己对应类型的 Gob 编码，如果有一个属性值为 0 或空，则这个属性直接被忽略，每个属性的序号是由编码时的顺序决定的，从 0 开始顺序递增。struct 在序列化前会以 -1 代表序列化的开始，以 0 代表序列化结束，即 struct 的序列化是按照 “-1 (0 属性1的名字 属性1的值) (1 属性2的名字 属性2的值) 0 ”来进行编码的。

最后，需要注意的是 struct 类型中的属性名都应该以大写字母开头，以便可以在包外被访问。

注：更多 Gob 编解码规则细节可以参考 encoding/gob 包文档：https://golang.google.cn/pkg/encoding/gob/ 和官方教程博客：https://blog.golang.org/gobs-of-data。

Gob 编解码使用示例

下面我们来看一个简单的 Gob 编解码实现示例：

package main

import (
  "bytes"
  "encoding/gob"
  "fmt"
  "log"
)

type P struct {
  X, Y, Z int
  Name    string
  Tags    []string
  Attr    map[string]string
}

type Q struct {
  X, Y *int32
  Name string
  Tags    []string
  Attr    map[string]string
}

func main() {
  var network bytes.Buffer
  enc := gob.NewEncoder(&network)  // 初始化编码器 gob.Encoder
  dec := gob.NewDecoder(&network)  // 初始化解码器 gob.Decoder
  // 数据编码（发送数据时）
  err := enc.Encode(P{3, 4, 5, "学院君", []string{"PHP", "Laravel", "Go"}, map[string]string{"webiste": "https://xueyuanjun.com"}})
  if err != nil {
    log.Fatal("encode error:", err)
  }
  // 数据解码（收到数据时）
  var q Q
  err = dec.Decode(&q)
  if err != nil {
    log.Fatal("decode error:", err)
  }
  fmt.Printf("%q: {%d,%d}, Tags: %v, Attr: %v\n", q.Name, *q.X, *q.Y, q.Tags, q.Attr)
}

其中涵盖了整型、字符串、切片、字典以及结构体类型的 Gob 编解码，执行上述代码，打印结果如下：

Gob 的优点与不足

与 JSON 或 XML 这种基于文本描述的数据交换格式不同，Gob 是二进制编码的数据流，因此性能和传输效率更高，并且 Gob 流是可以自解释的，从而具备了完整的表达能力。

但是，作为针对 Go 语言的数据结构编解码专用序列化工具，意味着 Gob 无法跨语言使用，只能仅局限于基于 Go 语言开发的 RPC 客户端与服务端进程间通信，然而，大多数时候，我们用 Go 语言编写的 RPC 服务端，可能更希望它是通用的，与语言无关的，无论是 PHP、Python、Java 或其他编程语言实现的 RPC 客户端，均可与之通信。面对这种情况，我们需要对 net/rpc 包底层的编解码工具进行自定义，改用跨语言的 JSON 或者 Protobuf 进行数据格式序列化，关于编解码工具的自定义，我们放到下一篇教程给大家详细介绍。