ProtoBuf快速上手

文章目录

[创建 .proto文件](#创建 .proto文件)

[编译 .proto文件](#编译 .proto文件)

编译后生成的文件

序列化与反序列化的使用

此篇文章实现内容：

对一个通讯录的联系人信息，使用PB进行序列化，并将结果输出
对序列化的内容使用PB进行反序列化，解析联系人信息并输出
联系人信息包含：姓名、年龄

创建 .proto文件

建议文件名采用小写
后缀名为.proto

messgae可以定义属性字段，格式为：字段类型字段名 = 字段唯一编号

命名规范：全小写，多个字母之间用_连接
字段类型分为标量数据类型和特殊类型
字段唯一编号：用来标识字段，一旦开始使用就不能改变

.proto Type	Notes	C++ Type
double		double
float		float
int32	使用变长编码[1]。负数的编码效率较低⸺若字段可能为负值，应使用 sint32 代替	int32
int64	使用变长编码[1]。负数的编码效率较低⸺若字段可能为负值，应使用 sint64 代替	int64
uint32	使用变长编码[1]	uint32
uint64	使用变长编码[1]	uint64
sint32	使用变长编码[1]。符号整型。负值的编码效率⾼于常规的 int32 类型	int32
sint64	使用变长编码[1]。符号整型。负值的编码效率⾼于常规的 int64 类型	int64
fixed32	定长 4 字节。若值常大于2^28 则会比 uint32 更高效	uint32
fixed64	定长 8 字节。若值常大于2^56 则会比 uint64 更高效	uint64
sfixed32	定长4字节	int32
sfixed64	定长8字节	int64
bool		bool
string	包含 UTF-8 和 ASCII 编码的字符串，长度不能超过2^32	string
bytes	可以包含任意的字节序列，长度不超过2^32	string

$1\]边长编码指的是：结果protobuf编码后，原本4字节或8字节的数可能会变为其他字节数$

cpp 复制代码

//语法指定行
syntax = "proto3";
//定义声明空间
package contacts;

//定义联系人message
message PeopleInfo
{
    //标识字段编号
    string name = 1;
    int32 age = 2;
}

这里字段唯一编号范围：[1 ~ 536, 870, 911(2^29-1)]

其中19000 ~ 19999不可用，因为protobuf协议实现中，对这些数进行了预留

1 ~ 15字段编号需要一个字节进行编码
6 ~ 2047需要两个字节进行编码。

编码之后的字节不仅仅包含编号，还包含字段类型，所以1 ~ 15要用来标记频繁出现的字段
可以按照protobuf插件，代码会有高亮显示

编译 .proto文件

protobuf 复制代码

protoc --cpp_out=. contacts.proto

--cpp_out=.表明编译的proto文件会生成C++的代码，=.表明生成的C++文件在当前目录下
contacts.proto表明所依赖的文件

如果不在这个目录下还想对contacts.proto进行编译：
protobuf 复制代码
protoc -I protobuf_10_2/ --cpp_out=protobuf_10_2/ contacts.proto
-I protobuf_10_2表示指定的搜索目录

编译后生成的文件

编译之后生成了*.h和*.cc文件，分别存放类的声明和类的实现

*.h文件为例：

这里就是生成的get和set方法

序列反序列方法：

在序列反序列化方法，都是继承message，message继承MessageLite，里面提供了序列反序列化的方法

序列化之后的结果为二进制字节序列

序列化的API都是const成员函数，因为序列化不会改变类对象的内容，而是将序列化的结果保存到函数入参指定地址当中

序列化与反序列化的使用

编写测试文件main.cc：

对联系人信息使用PB进行序列化，将结果输出
对序列化内容使用PB进行反序列化，解析联系人信息并输入

cpp 复制代码

#include<iostream>
#include<string>
#include<fstream>
#include"contacts.pb.h"
int main()
{
    std::string people_str;
    //序列化
    {
        contacts::PeopleInfo people;
        people.set_name("张三");
        people.set_age(20);
        if(!people.SerializeToString(&people_str))
        {
            std::cerr << "serialize error" << std::endl;
            return -1;
        }
        std::cout << "serialize success: " << people_str << std::endl;
    }

    //反序列化
    {
        contacts::PeopleInfo people;
        if(!people.ParseFromString(people_str))
        {
            std::cerr << "parse error" << std::endl;
        }
        std::cout << "parse success: " << std::endl;
        std::cout << "name: " << people.name() << std::endl; 
        std::cout << "age: " << people.age() << std::endl; 
    }
    return 0;
}

编译main.cc：

c++ 复制代码

g++ -o testPb main.cc contacts.pb.cc -std=c++11 -lprotobuf

也可以使用makefile：

makefile 复制代码

testPb:main.cc contacts.pb.cc
	g++ -o $@ $^ -std=c++11 -lprotobuf
.PHONY:clean
clean:
	rm testPb

相对于json和xml来说，protobuf编码成了二进制，破解成本较大，所以protobuf编码是较安全的。

ProtoBuf需要依赖通过编译生成的头文件和源文件使用，所以开发人员就无需编写解析协议的代码，大大提高了开发效率。