修改现有消息类让.net core项目支持Protobuf

前言

**第二次发博客，希望大家多多鼓励！！！ **

又接无上老板的一个需求，需要让.net core消息发送端跟消息接收端通信的消息是protobuf格式的（基于protobuf比json小一倍数据量，独特的编码、没有fieldname等），但现有项目的消息类数量巨多，按照网上的方案是安装protobuf.net 这个nuget包，然后需要给消息类一个一个添加[ProtoBuf.ProtoContract]、[ProtoBuf.ProtoMember(index)]等Attributes，更可悲的是，还得处理继承的问题，也就是要有类似如下这种代码：

[ProtoContract]
[ProtoInclude(10, typeof(Male))]
public class Person 
{
   [ProtoMember(1)]
   public int Id { get; set; }
   [ProtoMember(2)]
   public string Name { get; set; }
   [ProtoMember(3)]
   public Address Address { get; set;}
}

[ProtoContract]
public class Male : Person
{       
}
 
[ProtoContract]
public class Address 
{
   [ProtoMember(1)]
   public string Line1 {get;set;}
   [ProtoMember(2)]
   public string Line2 {get;set;}
}

关于为什么要设置上面这些attributes，跟protobuf的原理息息相关，有兴趣的朋友可以看看这篇文章，而关于protobuf.net的基本用法，可以参考这里

找解决方案，咱们不干体力活

对于项目存在巨多消息类，显然这么一个一个的加attributes既费时又容易出错。我拿着这个需求，怀着忐忑的心，一通操作，终于找到了想要的方案，也就是找到了without attributes的方法，顺便悄悄的告诉您，貌似国内还没谁发现这个方法 ：

使用RuntimeTypeModel.Default进行类型及其Properties的配置

动动脑筋，上面的代码，如果不用attributes而是用RuntimeTypeModel.Default进行类型及其Properties的配置的话，代码就是的：

var personMetaType = RuntimeTypeModel.Default.Add(typeof (Person), false);
personMetaType.Add(1, "Id");
personMetaType.Add(2, "Name");
personMetaType.Add(3, "Address");
 
var addressMetaType = RuntimeTypeModel.Default.Add(typeof(Address), false);
addressMetaType.Add(1, "Line1");
addressMetaType.Add(2, "Line2");

// 给父类metaType添加子类型
personMetaType.AddSubType(10, typeof (Male));
 
// 然后添加子类型
RuntimeTypeModel.Default.Add(typeof(Male), false);
RuntimeTypeModel.Default.Add(typeof(Female), false);
    

但是仔细想想其实原理跟添加attributes是一个道理，

具体实现

有了上面这个方法，我们就会自然而然想到对所有消息类使用RuntimeTypeModel.Default进行类型及其Properties的配置，但我们又不可能费时费力的给项目的每个消息实体类添加这些代码，那么这里就想到了使用反射找出项目中所有消息实体类，然后一个一个的操作

先看看我们的消息基类：

    /// <summary>
    /// 使用MQ队列的消息基类
    /// </summary>
    public  class MsgBase
    {
        /// <summary>
        /// 消息编码、接入系统编码
        /// </summary>
        public string MessageCode { get; set; }

        /// <summary>
        /// 消息类型 （业务相关的一个枚举）
        /// </summary>
        public  MessageTypeCode MessageType { get; set; }
    }

很简单吧，然后看看我们给类动态添加“[ProtoBuf.*]”这些attributes的核心代码：

       
        static bool isInit = false; // 避免重复初始化

        /// <summary>
        /// 初始化，消息发送跟处理程序在启动后就需要调用
        /// </summary>
        public static void Init()
        {
            if (!isInit)
            {
                var msgAssemblyName = "Msg Model 所在的 assemly long name";
                // 需要处理MsgBase本身跟继承它的所有消息类型
                var msgTypes = (from t in Assembly.Load(msgAssemblyName).GetTypes()
                                where (t.BaseType == typeof(MsgBase) || t.Name == "MsgBase")
                                select t).OrderBy(t=>t.Name).ToList();
                foreach (var msgType in msgTypes)
                {
                    AddTypeToModel(msgType, RuntimeTypeModel.Default);
                }
                isInit = true;
            }
        }


        /// <summary>
        /// 添加类型以及字段到模型中
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        /// <param name="typeModel"></param>
        /// <returns></returns>
        private static void AddTypeToModel(Type type, RuntimeTypeModel typeModel)
        {
            if (typeModel.IsDefined(type))
            {
                return;
            }
            typeModel.IncludeDateTimeKind = true;
            // 1. 进行类型配置
            var metaType = typeModel.Add(type, true);

            // Protobuf的顺序很重要，在序列化跟反序列化都需要保持一致的顺序，否则反序列化的时候就会出错
            var publicProperties = type.GetProperties().Where(h => h.SetMethod != null).OrderBy(h => h.Name); 
            var complexPropertiesInfo = publicProperties.Where(f => !IsSimpleType(f.PropertyType)).OrderBy(h=>h.Name);

            // 2. 进行此类型的Properties的配置
            foreach (var simplePropertyInfo in publicProperties)
            {
                metaType.Add(simplePropertyInfo.Name);
            }

            // 复杂类型需要处理里面的每个简单类型，使用了递归操作
            foreach (var complexPropertyInfo in complexPropertiesInfo)
            {
                if (complexPropertyInfo.PropertyType.IsGenericType)
                {
                    // Protobuf的顺序很重要，在序列化跟反序列化都需要保持一致的顺序，否则反序列化的时候就会出错
                    foreach (var genericArgumentType in complexPropertyInfo.PropertyType.GetGenericArguments().OrderBy(h=>h.Name)) 
                    {
                        if (!IsSimpleType(genericArgumentType))
                        {
                            AddTypeToModel(genericArgumentType, typeModel);
                        }
                    }
                }
                else
                {
                    AddTypeToModel(complexPropertyInfo.PropertyType, typeModel);
                }
            }
        }


        /// <summary>
        /// 是否为简单类型
        /// </summary>
        /// <param name="type"></param>
        /// <returns></returns>
        private static bool IsSimpleType(Type type)
        {
            var underlyingType = Nullable.GetUnderlyingType(type);
            var newType = underlyingType ?? type;
            var simpleTypes = new List<Type>
                               {
                                   typeof(byte),
                                   typeof(sbyte),
                                   typeof(short),
                                   typeof(ushort),
                                   typeof(int),
                                   typeof(uint),
                                   typeof(long),
                                   typeof(ulong),
                                   typeof(float),
                                   typeof(double),
                                   typeof(decimal),
                                   typeof(bool),
                                   typeof(string),
                                   typeof(char),
                                   typeof(Guid),
                                   typeof(DateTime),
                                   typeof(DateTimeOffset),
                                   typeof(byte[]),
                                   typeof(string[])
                               };
            return simpleTypes.Contains(newType) || newType.GetTypeInfo().IsEnum;
        }

其实上面就是所有代码了，使用的话，就是在消息发送跟消息接收程序启动后，就调用上面的Init方法，仅需要调用一次额。当然聪明的你，肯定已经想到将它封装成一个工具类了，哈哈。

注意事项

细心的朋友可以注意到，我并没有调用AddSubType(其实我消息类的某些property确实是复杂类型且有父子关系的)以及可能你也发现了在上面的“想办法解决，咱们不干体力活”章节中父子类型注册到RuntimeTypeModel中有一个先后顺序，但上面的代码在实际使用过程中也就是消息接收端反序列化protobuf消息时并没出现问题。如果你的项目使用了上面的代码，结果发现反序列化不了，特别是抛了不能识别类型的错误，那么很可能就是我所说的两点要处理下。

希望大家多多评论，2020年身体健康，过得顺心！！！