不仅仅于 Json和XML ，快来学习Google出品的序列化神器Protocol Buffer

╰+攻爆jí腚メ 2022-05-16 13:42 101阅读 0赞

# 前言 #

*  习惯用 `Json、XML` 数据存储格式的你们，相信大多都没听过`Protocol Buffer`
 *  `Protocol Buffer` 其实 是 `Google`出品的一种轻量 & 高效的结构化数据存储格式，性能比 `Json、XML` 真的强！太！多！ 
    
    > 由于  `Google`出品，我相信 `Protocol Buffer`已经具备足够的吸引力
 *  今天，我将献上一份全面 & 详细的 `Protocol Buffer`攻略，含介绍、特点、具体使用、源码分析、序列化原理等等，希望您们会喜欢。 
    
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# 目录 #

![示意图][1240]

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# 1. 定义 #

一种 结构化数据 的数据存储格式（类似于 `XML、Json` ）

> 1.  `Google` 出品 （开源）
> 2.  `Protocol Buffer` 目前有两个版本：`proto2` 和 `proto3`
> 3.  因为`proto3` 还是beta 版，所以本次讲解是 `proto2`

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# 2. 作用 #

通过将 结构化的数据 进行 串行化（**序列化**），从而实现 **数据存储 / RPC 数据交换**的功能

> 1.  序列化： 将 数据结构或对象 转换成 二进制串 的过程
> 2.  反序列化：将在序列化过程中所生成的二进制串 转换成 数据结构或者对象 的过程

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# 3. 特点 #

*  对比于 常见的 `XML、Json` 数据存储格式，`Protocol Buffer`有如下特点：

![Protocol Buffer 特点][Protocol Buffer]

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# 4. 应用场景 #

传输数据量大 & 网络环境不稳定 的**数据存储、RPC 数据交换** 的需求场景

> 如 即时IM （QQ、微信）的需求场景

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# 总结 #

在 **传输数据量较大**的需求场景下，`Protocol Buffer`比`XML、Json` 更小、更快、使用 & 维护更简单！

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# 5. 序列化原理解析 #

*  序列化的本质：对数据进行编码 + 存储
 *  `Protocol Buffer`的性能好：传输效率快，主要原因 = **序列化速度快 & 序列化后的数据体积小**，其原因如下：
    
    1.  序列化速度快的原因：   
        a. 编码 / 解码 方式简单（只需要简单的数学运算 = 位移等等）   
        b. 采用 **`PB` 自身的框架代码 和 编译器** 共同完成
    2.  序列化后的数据量体积小（即数据压缩效果好）的原因：   
        a. 采用了独特的编码方式，如`Varint`、`Zigzag`编码方式等等   
        b. 采用`T - L - V` 的数据存储方式：减少了分隔符的使用 & 数据存储得紧凑

更加详细的介绍，请看文章：[Protocol Buffer 序列化原理大揭秘 - 为什么Protocol Buffer性能这么好？][Protocol Buffer _ - _Protocol Buffer]

至此， 关于`Protocol Buffer`的序列化原理讲解完毕。下面将继续讲解如何具体使用`Protocol Buffer`

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# 6. 使用步骤 & 实例讲解 #

使用 `Protocol Buffer` 的流程如下：

![Protocol Buffer使用流程][Protocol Buffer 1]

下面，我将对流程中的每个流程进行详细讲解。

### 6.1 环境配置 ###

*  要使用`Protocol Buffer` ，需要先在电脑上安装`Protocol Buffer`
 *  具体请看文章：[手把手教你如何安装Protocol Buffer][Protocol Buffer 2]

至此， `Protocol Buffer`已经安装完成。下面将讲解如何具体使用`Protocol Buffer`

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### 6.2 构建 `Protocol Buffer` 消息对象模型 ###

*  构建步骤具体如下：

![构建步骤][1240 1]

*  下面将通过一个实例（`Android（Java）` 平台为例）详细介绍每个步骤。
 *  具体请看文章：[这是一份很有诚意的 Protocol Buffer 语法详解][Protocol Buffer 3]

至此， 关于`Protocol Buffer`的语法 & 如何构建`Protocol Buffer` 消息对象模型讲解完毕。下面将继续讲解如何具体使用`Protocol Buffer`

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### 6.3 应用到具体平台（`Android`平台） ###

*  终于到了应用到具体平台项目中的步骤了。 
    
    > 此处以 `Android`平台 为例
 *  具体步骤如下：

![具体步骤][1240 2]

*  更加详细介绍请看文章：[Android：手把手教你学会使用Google出品的序列化神器Protocol Buffer][Android_Google_Protocol Buffer]

至此， 关于`Protocol Buffer`的使用讲解完毕。下面将讲解`Protocol Buffer`的源码分析

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# 7. 源码分析 #

### 7.1 核心分析 ###

在下面的源码分析中，主要分析的是：   
1. `Protocol Buffer`具体是如何进行序列化 & 反序列化 ？   
2. 与 `XML、Json` 相比，`Protocol Buffer` 序列化 & 反序列化速度 为什么如此快 & 序列化后的数据体积这么小？

> 本文主要讲解`Protocol Buffer`在 `Android` 平台上的应用，即 `Java`   
> 平台

### 7.2 具体描述 ###

具体的源码分析请看文章：[Android：手把手带你分析 Protocol Buffer使用 源码][Android_ Protocol Buffer_]

至此，关于 `Protocol Buffer`的所有内容讲解完毕，含介绍、特点、具体使用、源码分析、序列化原理等等。

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# 8. 总结 #

*  在 **传输数据量较大**的需求场景下，`Protocol Buffer`比`XML、Json` 更小、更快、使用 & 维护更简单！
 *  下面用 一张图 总结在 Android平台中使用 `Protocol Buffer` 的整个步骤流程：

![总结][1240 3]

*  关于`Protocol Buffer`的系列文章请看： 
    
    1.  [快来看看Google出品的Protocol Buffer，别只会用Json和XML了][Google_Protocol Buffer_Json_XML]
    2.  [手把手教你如何安装Protocol Buffer][Protocol Buffer 4]
    3.  [这是一份很有诚意的 Protocol Buffer 语法详解][Protocol Buffer 5]
    4.  [Protocol Buffer 序列化原理大揭秘 - 为什么Protocol Buffer性能这么好？][Protocol Buffer _ - _Protocol Buffer 1]
    5.  [Android：手把手带你分析 Protocol Buffer使用 源码][Android_ Protocol Buffer_]
 *  转载自：[https://blog.csdn.net/carson\_ho/article/details/70037693][https_blog.csdn.net_carson_ho_article_details_70037693]

[1240]: /images/20220516/929bd11c48a4445bae6e12e5227b5605.png
[Protocol Buffer]: /images/20220516/aa287f0a45af4fe9ad382d4957c4c14f.png
[Protocol Buffer _ - _Protocol Buffer]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70568606
[Protocol Buffer 1]: /images/20220516/7605a43e99f845bba8dfb9a9d3f2f77b.png
[Protocol Buffer 2]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70208514
[1240 1]: /images/20220516/a638bf6de1e14c9ca5b9712d9d1d295d.png
[Protocol Buffer 3]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70267574
[1240 2]: /images/20220516/618e189b98b34a70b1e3edee804bb1c2.png
[Android_Google_Protocol Buffer]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/79955952
[Android_ Protocol Buffer_]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70902349
[1240 3]: /images/20220516/0134ecb1e82c4f33a4da1ea2541e2517.png
[Google_Protocol Buffer_Json_XML]: http://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70037693
[Protocol Buffer 4]: http://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70208514
[Protocol Buffer 5]: http://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70267574
[Protocol Buffer _ - _Protocol Buffer 1]: http://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70568606
[https_blog.csdn.net_carson_ho_article_details_70037693]: https://blog.csdn.net/carson_ho/article/details/70037693