👨💻 导读：“
Google Protocol Buffer( 简称 Protobuf) 是 Google 公司内部的混合语言数据标准 ,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(将 数据结构或对象 转换成 二进制串 的过程 )。它很适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、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
”
protocol buffers 诞生之初是为了解决服务器端新旧协议(高低版本)兼容性问题，名字也很体贴，“协议缓冲区”。只不过后期慢慢发展成用于传输数据。
笔者所在的360广告投放，N亿条商品信息的数据全部采用PB格式存储、传输。
Protobuf 的优点
更小——序列化后，数据大小可缩小约3倍
更快——序列化速度更快，比xml和JSON快20-100倍，体积缩小后，传输时，带宽也会优化
更简单——proto编译器，自动进行序列化和反序列化
维护成本低——跨平台、跨语言，多平台仅需要维护一套对象协议（.proto）
可扩展——“向后”兼容性好，不必破坏已部署的、依靠“老”数据格式的程序就可以对数据结构进行升级
-
加密性好——HTTP传输内容抓包只能看到字节
在传输数据量大、网络环境不稳定的数据存储和RPC数据交换场景比较合适
Protobuf 的不足
- 功能简单，无法用来表示复杂的概念
- 通用性较差，XML和JSON已成为多种行业标准的编写工具，pb只是geogle内部使用
- 自解释性差，以二进制数据流方式存储（不可读），需要通过.proto文件才可以
官网 Protocol Buffer Basics: Java https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/javatutorial
Hello World
1. 定义 .proto 文件的消息格式（你希望存储的数据格式描述文件）
syntax = "proto2";
package tutorial;
option java_package = "com.example.tutorial";
option java_outer_classname = "AddressBookProtos";
//消息模型
message Person {
//消息对象的字段：字段修饰符+字段类型+字段名称+标识号（通过二进制格式唯一标识每个字段，不变可）
required string name = 1;
required int32 id = 2;
optional string email = 3;
enum PhoneType {
MOBILE = 0;
HOME = 1;
WORK = 2;
}
message PhoneNumber {
required string number = 1;
optional PhoneType type = 2 [default = HOME];
}
repeated PhoneNumber phones = 4;
}
message AddressBook {
repeated Person people = 1;
}
☆☆☆注：
syntax = "proto2"：指明版本
package：PB的自己的包名，防止不同
.proto项目间命名 发生冲突java_package： 生成java类的包名,如不显式指定，默认包名为：按照应用名称倒序方式进行排序
java_outer_classname：生成 java类的类名,如不显式指定，则默认为把.proto文件名转换为首字母大写来生成
message: 你的消息格式，各数据类型（
bool,int32,float,double,string，enum... ）字段的集合，在一个.proto文件中可以定义多个message，一个message里也可以定义另外一个message(相当于java的类，当然也可以有内部类)当然PB也是支持和java一样的
import的，import "xxx.proto";-
像每个字段也必须有修饰符，PB提供的字段修饰符有3种
- required：必填
- optional：可选
- repeated ：可重复字段，可放集合
-
标识号：通过二进制格式唯一标识每个字段 ，使用后就不能够再改变
标识号使用范围：[1,2的29次方 - 1]
不可使用 [19000－19999] 标识号， 因为
Protobuf协议实现中对这些标识号进行了预留。假若使用，则会报错-
每个字段在进行编码时都会占用内存，而 占用内存大小 取决于 标识号：
- 范围 [1,15] 标识号的字段 在编码时占用1个字节；
- 范围 [16,2047] 标识号的字段 在编码时占用2个字节
- 为频繁出现的 消息字段 保留 [1,15] 的标识号
2. 使用 protocol buffer 编译器（下载地址：https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases )
winows的话 cmd到编译器安装目录的bin目录中，执行 protoc.exe -h （E:\learning\protoc-3.9.0-win64\bin>protoc.exe -h），可以看到参数说明。
执行：protoc -I=源地址 --java_out=目标地址 源地址/xxx.proto
E:\learning\protoc-3.9.0-win64\bin>protoc.exe -I=E:\learning\ --java_out=E:\lear ning\ E:\learning\addressbook.proto
实际使用中:
protoc.exe -I=E:\learn-workspace\starfish\starfish-learn\src\main\java\priv\starfish\ProtocolBuffers\proto\ --java_out=E:\learn-workspace\starfish\starfish-learn\src\main\java E:\learn-workspace\starfish\starfish-learn\src\main\java\priv\starfish\ProtocolBuffers\proto\addressbook.proto）
<figcaption style="margin-top: 5px; text-align: center; color: #888; display: block; font-size: 12px; font-family: PingFangSC-Light;">pd-idea-screenshot</figcaption>
3. 通过 Java protocol buffer API 读写消息格式
package priv.starfish.ProtocolBuffers;
import com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException;
import priv.starfish.ProtocolBuffers.AddressBookProtos.Person;
import priv.starfish.ProtocolBuffers.AddressBookProtos.AddressBook;
import java.util.Arrays;
/**
* @author: starfish
* @date: 2019/7/24 14:39
* @description:
*/
public class HelloProto {
public static void main(String[] args) {
Person person = Person.newBuilder()
.setId(123)
.setName("starfish")
.setEmail("starfish@126.cn")
.addPhones(AddressBookProtos.Person.PhoneNumber.newBuilder()
.setType(AddressBookProtos.Person.PhoneType.HOME)
.setNumber("13555555555")
.build())
.build();
System.out.println(person.toString());
System.out.println(person.isInitialized());
try {
//序列化和反序列化
System.out.println(Arrays.toString(person.toByteArray()));
System.out.println(person.toByteString());
Person newPerson = Person.parseFrom(person.toByteArray());
System.out.println(newPerson);
newPerson = Person.parseFrom(person.toByteString());
System.out.println(newPerson);
} catch (InvalidProtocolBufferException e) {
e.printStackTrace();
}
// 向地址簿添加两条Person信息
AddressBook.Builder books = AddressBook.newBuilder();
books.addPeople(person);
books.addPeople(Person.newBuilder(person).setEmail("xin@163.com")
.build());
System.out.println("AddressBook对象信息：");
System.out.println(books.build());
}
}
编译后生成的java类是不可变的，类似java的String，不可修改
构造消息，必须先构造一个builder，然后set属性（可以一连串的set），最后调用build() 方法。
PB常用方法
isInitialized(): 检查必填字段（required）是否有set值toString(): 返回message的可读字符串格式mergeFrom(Message other): 合并messageclear(): 清空字段值byte[] toByteArray();: 序列化message,返回字节数组MessageType parseFrom(byte[] data);: 解析给定的字节数组void writeTo(OutputStream output);: 序列化message并写入输出流OutputStream.MessageType parseFrom(InputStream input);: 从输入流InputStream读取并解析message
Reference: https://github.com/halfrost/Halfrost-Field/blob/master/contents/Protocol/Protocol-buffers-encode.md
