protobuf之string bytes的区别_string field contains invalid utf-8 data when seri-优快云博客

protobuf提供了多种基础数据格式，包括string/bytes。从字面意义上，我们了解bytes适用于任意的二进制字节序列。然而对C++程序员来讲，std::string既能存储ASCII文本字符串，也能存储任意多个\0的二进制序列。那么区别在哪里呢？

同时在实际使用中，我们偶尔会看到类似这样的运行错误：

[libprotobuf ERROR google/protobuf/wire_format.cc:1091] String field 'str' contains invalid UTF-8 data when serializing a protocol buffer. Use the 'bytes' type if you intend to send raw bytes.

[libprotobuf ERROR google/protobuf/wire_format.cc:1091] String field 'str' contains invalid UTF-8 data when parsing a protocol buffer. Use the 'bytes' type if you intend to send raw bytes.

这篇文章从源码角度分析下string/bytes类型的区别。

在之前的文章里介绍过protobuf序列化的过程，我们看下string/bytes序列化的过程。在之前的文章里介绍过protobuf序列化的过程，我们看下string/bytes序列化的过程。

所有的序列化操作都会在SerializeFieldWithCachedSizes这个函数里进行。根据不同的类型调用对应的序列化函数，例如对于string类型

case FieldDescriptor::TYPE_STRING: {

string scratch;

const string& value = field->is_repeated() ?

message_reflection->GetRepeatedStringReference(

message, field, j, &scratch) :

message_reflection->GetStringReference(message, field, &scratch);

VerifyUTF8StringNamedField(value.data(), value.length(), SERIALIZE,

field->name().c_str());

WireFormatLite::WriteString(field->number(), value, output);

break;

}

而对于bytes类型：

case FieldDescriptor::TYPE_BYTES: {

string scratch;

const string& value = field->is_repeated() ?

message_reflection->GetRepeatedStringReference(

message, field, j, &scratch) :

message_reflection->GetStringReference(message, field, &scratch);

WireFormatLite::WriteBytes(field->number(), value, output);

break;

}

可以看到在序列化时主要有两点区别：

string类型调用了VerifyUTF8StringNamedField函数
序列化函数不同：WriteString vs WriteBytes

关于第二点，两个函数都定义在wire_format_lite.cc，实现是相同的。

那么我们继续看下第一点，VerifyUTF8StringNamedField调用了VerifyUTF8StringFallback（话说一直不理解fallback在这里什么意思，protobuf源码里经常看到这个后缀）。看下这个函数的实现：

void WireFormat::VerifyUTF8StringFallback(const char* data,

int size,

Operation op,

const char* field_name) {

if (!IsStructurallyValidUTF8(data, size)) {

const char* operation_str = NULL;

switch (op) {

case PARSE:

operation_str = "parsing";

break;

case SERIALIZE:

operation_str = "serializing";

break;

// no default case: have the compiler warn if a case is not covered.

}

string quoted_field_name = "";

if (field_name != NULL) {

quoted_field_name = StringPrintf(" '%s'", field_name);

}

// no space below to avoid double space when the field name is missing.

GOOGLE_LOG(ERROR) << "String field" << quoted_field_name << " contains invalid "

<< "UTF-8 data when " << operation_str << " a protocol "

<< "buffer. Use the 'bytes' type if you intend to send raw "

<< "bytes. ";

}

}

运行错误是从这里输出的，关键还是在于IsStructurallyValidUTF8这个函数，实现在structurally_valid.cc里：

bool IsStructurallyValidUTF8(const char* buf, int len) {

if (!module_initialized_) return true;


int bytes_consumed = 0;

UTF8GenericScanFastAscii(&utf8acceptnonsurrogates_obj,

buf, len, &bytes_consumed);

return (bytes_consumed == len);

}

这里逐个字符扫描是否符合utf-8规范，比如110xxxxx 10xxxxxx这样，具体可以参考utf-8的编码标准。

反序列化过程类似。

看到这里我们可以得到这样的结论：