protobuf入门

最新推荐文章于 2025-07-21 13:03:47 发布

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本文介绍了Google开发的protobuf，一种跨语言、跨平台的数据交换格式。详细讲述了在Ubuntu 16.0.4环境下安装protobuf的过程，并展示了如何定义数据格式及编译protobuf文件。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

protobuf介绍

protobuf是google开发的语言独立的结构化数据存储或RPC数据交换格式。它与语言无关，平台无关。

安装protobuf(c++),Ubuntu16.0.4下安装

sudo apt-get install autoconf automake libtool curl make g++ unzip
git clone git@github.com:google/protobuf.git
cd protobuf
./autogen.sh
./configure
make -j4
sudo make install 
sudo ldconfig

定义protobuf数据格式

假设我们定义关于一个人的信息，有此人的名字，身份证号码，email信息（可选，不是必须的），电话:手机，家庭电话，工作电话。手机号码是字符串，默认为家庭电话。

proto文件描述如下

syntax = "proto2";

package tutorial;

message Person {
  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;
}

syntax:表明使用的proto2还是proto3，两个版本并无完全兼容，proto3语法更加简洁支持更多语言:Java,C++,Python,Java Lite,Ruby,JavaScript,Objective-C,C#
package:包的名字，主要是为了防止名称冲突。
message:消息，类型域的集合，类型通常包含(bool,int32,float,double和string)，上面的例子中消息Person包含了消息PhoneNumber，AddressBook消息包含Person消息
=1,=2标记是每个元素定义的独一无二的t使用二进制编码的tag域1-15要求编码小于1byte，大于14的比较少用。在repeated域中的每个元素要求重新编码tag数，因此重复域可用于优化。16-2047占据2bytes，最小的tag可以为1，最大可以为 $2^{29}-1$ ,不能使用19000-19999（他们作为保留的PB实现）
required(proto2):表示这个域的值必须提供否则消息将被当做没有初始化。序列一个没有初始化的消息将生成异常。解析一个没有初始化的消息将失败。除此外required域的行为和optional域类似。
optional（proto2）:一个也许指定也许没有指定的域。如果optional域没有设置值，默认值被使用。正如上面例子中的PhoneNumber的类型,对于数值默认值为0，字符串的默认值为空，bool的默认值为false。embedded消息默认值是消息的默认实例或者原型,调用装饰器获取选项值如果没有明确设置将总是返回域的默认值。
repeated(proto2,proto3):重复任何次数(包括0次)。重复值的顺序将被保留在protocol buffer。考虑重复域作为动态数组。proto3中默认使用packed编码
- sigular:可以有0个或者一个这样的域

proto文件的注释风格和C++类似/**/或者//

编译Protobuf文件

SRC_DIR：程序源代码所在的路径
DST_DIR: 生成目标的存储路径
--python_out(cc_out):生成的指定的语言的的文件到DST_DIR中。
运行命令protoc -I=$SRC_DIR --python_out=$DST_DIR $SRC_DIR/addressbook.proto将在DST_DIR下产生对应的文件，包含序列化/解析整个结构的为/从原子bytes。