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  • 数据序列化之protobuf

    数据序列化之protobuf

    很多时候需要将一些数据打包,就是把这些数据搞在一起,方便处理。最常见的情况就是把需要传输的数据,当然数据不止一条,打包成一个消息,然后发送出去,接收端再以一定的规则接收并恢复这些数据。这称为数据序列化以及反序列化。

    可能以前最容易想到的简单方式就是把数据存在一个结构体里面,然后把结构体作为消息发送出去,但是后来呢大家都用的是XML、或者是JSON的数据格式来传输,这样处理数据比较方便。

    当然这里介绍的protobuf也是一种数据传输格式,它是google的一个开源项目,官方源码下载(点击打开链接)。不同于XML、JSON等的数据格式,protobuf直接将用户数据序列化成了二进制数据,这从本质上决定了它的性能优势,也是目前大家选择它的一个重要原因,特别是当对传输效率要求较高的情况下,protobuf也就成为不二的选择了。关于它们性能的对比分析详见这篇文章(点击打开链接)。

    下面简单介绍protobuf的用法:

    首先protobuf是一套库,目前支持c++、JavaPython三种语言,这里以c++的用法为例,并且版本使用目前最新的2.6.1。

    1、windows平台下

    首先,需要编写.proto文件,这个就相当于是需要传输的消息模板,类似于上面的结构体、XML文件等,它定义着需要传输的数据本身。下面是一个简单的例子data.proto。

    [cpp] view plain copy
     
    1. package data;  
    2.   
    3. message user  
    4. {  
    5.     required int32 id = 1;  
    6.     required string name = 2;  
    7. }  

    下一步,由于.proto文件并不能直接传输,也不能直接使用,所以还需要将其转化成其它形式。这一步需要下载protobuf的一个编译器protoc.exe,可以去官方下载,其作用就是将.proto文件转换成.pb.h.文件和.pb.h文件,也就是常规的c++头文件和源文件。接下来看如何使用protoc.exe生成c++文件,假如protoc.exe和data.proto在同一个文件目录下的话,那么只需要在当前目录下运行cmd命令:protoc --cpp_out=. ./data.proto,即可当前目录生成需要的c++文件data.pb.h和data.pb.cc。

    最后一步,就是如何在具体的项目工程中使用了。先用vs建立一个c++项目,然后将data.pb.h和data.pb.cc导入工程,然后在main函数中引入data.pb.h头文件,便可以在main函数中使用刚刚定义的消息了,比如下面的简单使用。

    [cpp] view plain copy
     
    1. int main()  
    2. {  
    3.     // 序列化数据  
    4.     data::user test1;  
    5.     test1.set_id(1);  
    6.     test1.set_name("YJ");  
    7.     std::string str;  
    8.     test1.SerializeToString(&str);  
    9.   
    10.     // 反序列化数据  
    11.     data::user test2;  
    12.     test2.ParseFromString(str);  
    13.     cout << test2.id() << " " << test2.name() << endl;  
    14.     return 0;  
    15. }  

    如果就这样尝试编译,那么会报错,各种头文件不存在,所以还需添加文件,打开下载好的protobuf源码,找到/src目录下的google文件夹,将其拷到工程目录下,不必导入工程,然后在工程属性中附加包含目录中包含google文件夹所在的目录即可。

    继续尝试编译,编译通过,但是紧接着出现链接错误,无法解析的外部符号,原因是函数只有声明没有实现,所以还需要链接protobuf的静态库。先打开protobuf的源码,进入目录protobuf-2.6.1.zipprotobuf-2.6.1vsprojects,打开vs工程文件,然后右击生成解决方案,然后在/debug目录下找到生成的lib文件,将他们拷入前面的工程目录下,最后在工程属性中附加库目录即可。

    最后一步就是链接该库文件,在man函数前面加上下面两句代码。

    [cpp] view plain copy
     
    1. #pragma comment(lib, "libprotobuf.lib")  
    2. #pragma comment(lib, "libprotoc.lib")  


    现在编译运行工程,输出下面的结果,说明使用protobuf进行数据的序列化和反序列化都可以正常进行。

    2、其他平台的使用

    protobuf是可以跨平台的,关键问题就是如何生成各个平台下的库文件,如windows下.lib文件,Android下的.a文件等。

    具体的编译生成方式以后再补充,这里就直接给打包好的,各个平台下的库文件,以及需要的头文件(点击打开链接),版本均为2.6.1,参见前面windows下的使用进行包含、引用、链接即可。

    最后附上一篇关于protobuf的不错的文章(点击打开链接),如果对它还不是很明白,可以去看看。

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