譯 protocol buffers簡單介紹

翻譯自：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview

 

Protocol buffers是什麼?

 

Protocol buffers是一款靈活、高效、自動化的數據描述語言。相似於XML可以將結構化數據序列化，但比XML更小，更快，更簡單。經過它，你能夠定義你的數據的結構，並生成基於各類語言的代碼。這些你定義的數據流能夠輕鬆地再傳遞並不破壞你已有的程序。而且你也能夠更新這些數據而現有的程序也不會受到任何的影響。

 

Protocol buffers是怎樣工做的?

 

經過定義一些數據和結構放在一個 .proto 文件之中。每個protocol buffer 消息都是一小段結構，包含了一些名字。下面是一個.proto 文件內容的樣例。

 

1.  
   message Person {
2.  
   required string name = 1;
3.  
   required int32 id = 2;
4.  
   optional string email = 3;
5.  
    
6.  
   enum PhoneType {
7.  
   MOBILE = 0;
8.  
   HOME = 1;
9.  
   WORK = 2;
10.  
    }
11.  
     
12.  
    message PhoneNumber {
13.  
    required string number = 1;
14.  
    optional PhoneType type = 2 [default = HOME];
15.  
    }
16.  
     
17.  
    repeated PhoneNumber phone = 4;
18.  
    }

就像你看到的，這個消息的格式是十分簡單的——對於每一個消息類型都有一個或多個獨特的數字字段，每個字段都有一個名稱和類型，能夠是數字（整型或浮點），布爾，字符，原始字節，又或者是其它的protocol buffer消息類型，例如你自定義分層的數據結構。你還能夠定義可選的required和repeated字段。你能夠在這裏Protocol Buffer Language Guide.找到更多編寫.proto文件的信息。

在定義好了.proto文件，就能夠將該文件做爲protocol buffers編譯器的輸入文件，編譯產生特定語言的數據定義代碼文件了。編譯器提供了簡單的訪問方法爲每一個字段(如name()和set_name())序列化/解析整個結構到原始字節——那麼，舉個栗子，若是你用的是C++，用這個編譯器運行上面的例子會產生一個叫Person的類。你能夠在你的應用中運用這個Person protocol buffer消息。你或許須要寫一些像這些的代碼：

 

1.  
   Person person;
2.  
   person.set_name( "John Doe");
3.  
   person.set_id( 1234);
4.  
   person.set_email( "jdoe@example.com");
5.  
   fstream output( "myfile", ios::out | ios::binary);
6.  
   person.SerializeToOstream(&output);

而後，你能夠像這樣讀取你的消息：

 

1.  
   fstream input("myfile", ios::in | ios::binary);
2.  
   Person person;
3.  
   person.ParseFromIstream(&input);
4.  
   cout << "Name: " << person.name() << endl;
5.  
   cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

你能夠增長一些新字段到你的消息格式中，這樣並不會影響向後兼容；舊的二進制文件解析時會簡單地忽略新的字段。因此若是你有通信的協議是用到protocol buffers看成數據格式的話，你不用擔憂擴展你的協議會影響到原有的代碼。

你能夠在這裏API Reference section找到關於使用生成protocol buffer的完整事例，你也能夠在這裏Protocol Buffer Encoding找到更多內容關於protocol buffer消息是怎樣編碼的。

 

爲何不使用XML？

同XML相比，Protocol buffers在序列化結構化數據方面有許多優勢：
1. 更簡單
2. 數據描述文件只需原來的1/10至1/3
3. 解析速度是原來的20倍至100倍
4. 減小了二義性
5. 生成了更容易在編程中使用的數據訪問類

 

舉個栗子，若是你想寫一個帶有name和email的person。在XML裏，你須要這樣寫：

 

1.  
   <person>
2.  
   <name>John Doe</name>
3.  
   <email>jdoe@example.com</email>
4.  
   </person>

而相應的protocol buffer消息（應用protocol buffer文本格式）是：

 

1.  
   # Textual representation of a protocol buffer.
2.  
   # This is *not* the binary format used on the wire.
3.  
   person {
4.  
   name: "John Doe"
5.  
   email: "jdoe@example.com"
6.  
   }

當編碼這段消息到protocol buffer二進制格式時（註釋只是用來幫助人們調試和修改），它可能只有28字節和大約花費100到200納秒的解釋時間。可是若是用XML，它至少有69字節（若是你去掉空格）和花費5000到10000納秒的解釋時間。

並且，操做protocol buffer更加容易：

 

1.  
   cout << "Name: " << person.name() << endl;
2.  
   cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

若是用XML，你不得不作這些事:

 

1.  
   cout << "Name: "
2.  
   << person.getElementsByTagName("name")->item(0)->innerText()
3.  
   << endl;
4.  
   cout << "E-mail: "
5.  
   << person.getElementsByTagName("email")->item(0)->innerText()
6.  
   << endl;

然而，protocol buffers不老是比XML好——例如，protocol buffers不是一個寫基於文本的文檔標記(例如HTML)的好方法，你不能輕易地交互結構和文本。還有，XML比較好看還好寫，但protocol buffers，即便在原始格式下，也不是很好看，很好寫。XML在某種程度上能夠自描述。protocol buffer只在你有消息定義文件（.proto文件）時纔有意義。

 

聽起來好像挺適合個人！我要怎樣開始？

 

先在這裏Download the package下個包——這個包已經包含了各類語言（其實就只有Java，Pythin和C++）的protocol buffer編譯器完整代碼，固然，你還須要I/O和testing這些類。生成和安裝你的編譯器前，請看看README裏的說明。

當你搞定一切的時候，你能夠看看你所選擇的語言的tutorial——這會幫你創建一個簡單的用到protocol buffers的應用。

 

proto3介紹

 

咱們最近作了一個新版本——Protocol Buffers language version 3（又叫作proto3），你能夠在這裏下載alpha release，咱們加了一些新特性。咱們簡化了這個語言，如今能夠用在更多的語言上了（C++，Python，JavaNano，Ruby，Objective-C和C#，不過有一些限制some limitations）。你還能夠用在Go上，經過最新的Go protoc插件golang/protobuf。咱們還在計劃在更多的語言上用到protocol buffers。

還有一些內容和歷史的問題就不翻譯了。