Google的开源技术protobuf概述

一、作用

protobuf（Protocol Buffers）是Google内部使用的一个项目，后来贡献给开源社区为大家使用。它要做的事情和xml类似，就是要把某种数据结构的信息有某种格式保存起来，主要用于数据存储、传输协议格式等场合。

二、优点

和xml有着类似的功能，那么肯定有一些更加优势的地方。

1、时间开销

xml格式化（序列化）的开销还可以，但是xml解析（反序列化）的开销较大。相比protobuf的时间开销要小一些；

2、空间开销

为了提高可读性xml中引入了一些冗余的文本信息，空间开销加大。相比protobuf的空间开销要小一些；

3、开发调用简单

只需使用message定义消息结构，在发送方使用set方法发送消息，在接收方使用调用方法接收消息即可。省去了xml配置、编译和解析的过程。

比如：

有个电子商务的系统（假设用C++实现），其中的模块A需要发送大量的订单信息给模块B，通讯的方式使用socket。

假设订单包括如下属性：

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

　　时间：time（用整数表示）

　　客户id：userid（用整数表示）

　　交易金额：price（用浮点数表示）

　　交易的描述：desc（用字符串表示）

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

　　如果使用protobuf实现，首先要写一个proto文件（不妨叫Order.proto），在该文件中添加一个名为"Order"的message结构，用来描述通讯协议中的结构化数据。该文件的内容大致如下：

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

message Order

{

required int32 time = 1;

required int32 userid = 2;

required float price = 3;

optional string desc = 4;

}

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

　　然后，使用protobuf内置的编译器编译 该proto。由于本例子的模块是C++，你可以通过protobuf编译器的命令行参数（看“这里
”），指定它生成C++语言的“订单包装类”。（一般来说，一个message结构会生成一个包装类）

　　然后你使用类似下面的代码来序列化/解析该订单包装类：

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

// 发送方

Order order;

order.set_time(XXXX);

order.set_userid(123);

order.set_price(100.0f);

order.set_desc("a test order");

string sOrder;

order.SerailzeToString(&sOrder);

// 然后调用某种socket的通讯库把序列化之后的字符串发送出去

// ......

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

// 接收方

string sOrder;

// 先通过网络通讯库接收到数据，存放到某字符串sOrder

// ......

Order order;

if(order.ParseFromString(sOrder)) // 解析该字符串

{

cout << "userid:" << order.userid() << endl

<< "desc:" << order.desc() << endl;

}

else

{

cerr << "parse error!" << endl;

}

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

4、代码灵活，降低模块间的耦合性

A和B两个模块相互通信，当其中一个模块或消息格式发生改变时，只需改动一点代码即可。

5、支持多种编程语言

Google发布的源码中包括C++、Java、Python三种语言，现在可以支持ActionScript、C#、Lisp、Erlang、Perl、PHP、Ruby等。而且Protobuf支持通信的双方使用不同的语言开发。

三、缺点

1、代码可读性差

Protobuf使用二进制格式进行编码，如果通信双方有一方出现了问题，二进制的消息很难被读懂，很难对错误定位。虽然Protobuf提供了TextFormat工具类，但是也不能彻底解决问题，未解决问题可以直接抓包并dump成log以定位错误。

2、缺乏自描述

没有自描述信息，二进制的格式很难被看懂，需配合Proto文件。

四、Protobuf的使用及实例

1 下载安装

（1）下载

需要两个包，protobuf-2.5.0.tar.gz，protoc-2.5.0-win32.zip。

本来可以到https://code.google.com/p/protobuf/downloads/list下载，不过被墙了。

可以移步到这里下载：http://download.csdn.net/detail/erli11/7408633

下载相同版本供java使用的protobuf-java-2.5.0.jar：

http://repo1.maven.org/maven2/com/google/protobuf/protobuf-java/2.5.0/protobuf-java-2.5.0.jar

2demo展示

（1）创建proto文件

在protoc-2.5.0-win32目录（包含protoc.ext可执行文件），创建msg.proto

[plain] view plaincopy

1. package discover;
2. option java_package = "com.sg.discover";
3. option java_outer_classname = "SocialRecommend";
4. message RecommendInfo  {
5. optional string hid = 1;
6. optional string tags = 2;
7. repeated TopicInfo topicList = 3;
8. }
9. message TopicInfo  {
10. optional string name = 1;
11. optional string type = 2;
12. repeated string entities = 3;
13. repeated string tags = 4;
14. }

（2）使用如下命令编译proto文件，生成对应Java代码

注：编译成功无消息输出，会产生文件；

./ 与 msg.proto中间有空格

（3）序列化

[java] view plaincopy

1. private SocialRecommend.RecommendInfo transRecommendInfoToPB(RecommendBean recommendInfo) {
2. SocialRecommend.RecommendInfo.Builder builder =
3. SocialRecommend.RecommendInfo.newBuilder();
4. builder.setHid(recommendInfo.hid);
5. builder.setTags(recommendInfo.tags);
6. for(int i = 0; i< recommendInfo.topicList.size(); i++){
7. TopicInfo topicInfo = recommendInfo.topicList.get(i);
8. SocialRecommend.TopicInfo kvTopic = trasnTopicInfoToPB(topicInfo);
9. builder.addTopicList(kvTopic);
10. }
11. return builder.build();
12. }

[java] view plaincopy

1. byte[] pbByteArray = pb.toByteArray();

（4）反序列化

[java] view plaincopy

1. SocialRecommend.RecommendInfo msg = SocialRecommend.RecommendInfo.parseFrom(pbByteArray);
2. System.out.println(msg);

参考http://blog.csdn.net/program_think/article/details/4229773

http://blog.csdn.net/erli11/article/details/27213239