iOS进阶-protobuf 学习

protobuf 学习

前言

最近由于个人的兴趣转到了消息箱业务线,学习IM相关知识。说到IM,首先会讲到使用TCP协议还是UDP协议;再其次会讲到选择什么样的聊天协议:是基于原生Socket封装的CocoaAsyncSocket,还是基于webSocket的Facebook开源项目SocketRocket,还是基于xmpp的xmppframework;再者会了解到我们传输的数据格式:是Json,还是XML,还是ProtocolBuffer?

今天我们要学习的就是ProtocolBuffer。

简介

Google Protocol Buffer(简称 Protobuf)是Google公司内部的混合语言数据标准,它是一种轻便高效的结构化数据存储格式,可以用于结构化数据串行化,或者说序列化。它很适合做数据存储或RPC数据交换格式。常用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。

编码机制

协议封装总体格式

发送一个完整的通讯协议,二进制组成结构:

字段 长度 说明
PacketLen 4byte little-endian
HeaderLen 1-5byte varint
HeaderData
BodyLen 1-5byte varint
BodyData

Header和Body字段分别使用自定义编码,基于protobuf

字段编码规则

  • FieldTag 表示字段ID序号
  • FiledType 表示字段数据类型
  • FiledTagAndType 表示字段类型标识符

两者共享一个byte字节呈现

  • 3个bit可以标识7种数据类型,当前只定义了四种类型
    • 0:varint
    • 1:string
    • 2:struct(dictionary)
    • 3:array
FieldTagAndType = (FiledTag << 3) | FiledType

逆向计算:

FieldTag  = FiledTagAndType >> 3
FieldType = FiledTagAndType % 8

具体字段类型编码格式

基本类型:数字(varint:0)

字段特征码 + 值

例如

{3:1} 

二进制编码

<<25,1>>

3 << 3 | 1 = 25

基本类型:字符串(string:1)

二进制编码为

字段特征码 + 值长度 + 值

例如

{2: “abcde”}

二进制编码为

<<17,5,97,98,99,100,101>>

2 << 3 | 1 = 17
5 代表字符串长度
97,98,99,100,101 分别代表abcde的ascii编码十进制表示。

基本类型:字典(结构体)(dict:2)

二进制编码为

字段特征码 + 结构体长度 + 每个具体key:value键值对的逐一自我呈现。

例如:

{
 0: 1,
 1: "abc",
 3:  {
      0: 100,
      1: "bcd"
     }
}

二进制编码表示为

<<0,1,9,3,97,98,99,26,7,0,100,9,3,98,99,100>>

这里分为三部分: <<0,1>> <<9,3,97,98,99>> <<26,7,0,100,9,3,98,99,100>>
前两部分不细说了,就是上面数字和字符串的规则,重点说第三部分<26,7,0,100,9,3,98,99,100>>

3 << 3 | 2 = 26
结构体长度是100和"bcd“ =>0,100,9,3,98,99,100占了7个字节长度

基本类型:数组(array:3)

二进制编码为:

字段特征码 + 二进制长度 + 数组元素类型 + [每一个具体key:value键值对的逐一自我呈现]

例如:

{
 3: [1, 2, 3, 4, 5], 
 4: ["cde", "def"]
}

二进制编码表示为:

<<27,6,0,1,2,3,4,5,35,9,1,3,99,100,101,3,100,101,102>>

27: 3 << 3 | 3 = 27
6 : 二进制数组长度,后面紧跟着6个字节数组二进制表示(一个类型特征1 + 数组的真正二进制长度5)
0 : 数组元素是数字类型
35: 4 << 3 | 1 = 35
9 : 二进制长度 1,3,99,100,101,3,100,101,102
1 : 元素类型是字符串

protobuf优点:

1、性能好,效率高

时间、控件开销都得到了很大程度的优化。

缺点:

1、可读性较差

这个直接影响开发测试时候的效率。当然,一般情况下,protobuf非常可靠,并不会出现太大的问题。

2、通用性差

protobuf虽然支持了大量语言的序列化和反序列化,但仍然并不是一个跨平台和语言的
传输标准。在多平台消息传递中,对其他项目的兼容性并不是很好,需要做相应的适配
改造工作。相比json 和 XML,通用性还是没那么好。

总结

对于Protobuf的选择来说,一般用于IM通讯,在http传输方案中用的比较少,json可读性要比protobuf好太多。

1、因为TCP所有数据都是二进制数据流传输,需要自己去把二进制数据流转成自己需要的数据协议,Protobuf可以很好的支持这一点,所以Protobuf在TCP传输使用的场景比较多。

2、HTTP是属于应用层的协议,底层传输使用的也是TCP。HTTP已经做了数据解封装操作,我们在使用get和post的时候,我们在开发中可以快速拿到客户端和服务器的传输的数据(一般使用Json)Json可读性好,也能在各个端也能快速的转成Model,所以基本已经满足了大部分公司99%的需求。protobuf的解析快,但是一般app在这块应该没有什么性能的瓶颈,如果对数据解析和节省带宽有要求的话可以使用protobuf。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,456评论 5 477
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,370评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,337评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,583评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,596评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,572评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,936评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,595评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,850评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,601评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,685评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,371评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,951评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,934评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,167评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 43,636评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,411评论 2 342