Mecanim 发表于 2022-12-8 16:52

Google Protocol Buffers(多语言的序列化反序列化方案 ...

Google Protocol Buffers 学习笔记



什么是protobuf?




protobuf全称Google Protocol Buffers,是一种语言无关、平台无关的针对结构化数据的序列化工具。 作为Java开发者比较常用的是Java的序列化,但是这个序列化方式只能在Java语言中通信,而protobuf可以实现跨语言。 另外其实我们可以使用JSON或者XML方式,但是这两种结构导致数据比较大,而protobuf它更小、更快、更简单。
如何工作?

protobuf定义了自己的语言,用户需要根据要求指定自己的文件(.proto结尾),比如如下内容:
syntax = "proto3";
message Person {
optional string name = 1;
optional int32 id = 2;
optional string email = 3;
}上面的这些就是proto规定的文件,里面有一些类型等。具体什么意思,后面一一介绍与尝试。 定义好文件后,通过proto提供的编译器进行编译,编译完毕后,会根据你选择的编译器生成不同的文件 比如选择的是java,就会生成Java文件,使用者就可以使用这些文件了。
安装protobuf 编译器

github地址:https://github.com/protocolbuffers/protobuf#protocol-compiler-installation 我选择了releases中的mac系统的包(包含所支持的所有语言)https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases



image-20221020093058572

下载完毕后解压,看下结构
protoc-21.8-osx-x86_64 pwd
/Users/itlab/dev-tools/protoc-21.8-osx-x86_64
protoc-21.8-osx-x86_64 tree .
.
├── bin
│   └── protoc
├── include
│   └── google
│       └── protobuf
│         ├── any.proto
│         ├── api.proto
│         ├── compiler
│         │   └── plugin.proto
│         ├── descriptor.proto
│         ├── duration.proto
│         ├── empty.proto
│         ├── field_mask.proto
│         ├── source_context.proto
│         ├── struct.proto
│         ├── timestamp.proto
│         ├── type.proto
│         └── wrappers.proto
└── readme.txtbin目录下的protoc就是编译器。
配置环境变量:
修改~/.bash_profile文件
export PROTOBUF=/Users/itlab/dev-tools/protoc-21.8-osx-x86_64
export PATH=$PROTOBUF/bin:$PATH修改后执行source ~/.bash_profile。
验证
~ protoc --version
libprotoc 3.21.8没有问题!
生成Java文件

进入之前定义的proto文件目录中



base git:(main)protoc -I=. --java_out=. person.proto-I代表输入 后面的.代表当前路径,--java_out代表使用Java输出,.代表当前路径,person.proto代表protobuf的文件。 执行完毕后就会看到生成了一个PersonOuterClass.java的文件。


文件内容如下:
// Generated by the protocol buffer compiler.DO NOT EDIT!
// source: person.proto

public final class PersonOuterClass {
private PersonOuterClass() {}
public static void registerAllExtensions(
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite registry) {
}

public static void registerAllExtensions(
      com.google.protobuf.ExtensionRegistry registry) {
    registerAllExtensions(
      (com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite) registry);
}
public interface PersonOrBuilder extends
      // @@protoc_insertion_point(interface_extends:Person)
      com.google.protobuf.MessageOrBuilder {

    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return Whether the name field is set.
   */
    boolean hasName();
    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return The name.
   */
    java.lang.String getName();
    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return The bytes for name.
   */
    com.google.protobuf.ByteString
      getNameBytes();

    /**
   * <code>optional int32 id = 2;</code>
   * @return Whether the id field is set.
   */
    boolean hasId();
    /**
   * <code>optional int32 id = 2;</code>
   * @return The id.
   */
    int getId();

    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return Whether the email field is set.
   */
    boolean hasEmail();
    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return The emil.
   */
    java.lang.String getEmail();
    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return The bytes for email.
   */
    com.google.protobuf.ByteString
      getEmailBytes();
}
/**
   * Protobuf type {@code Person}
   */
public static final class Person extends
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3 implements
      // @@protoc_insertion_point(message_implements:Person)
      PersonOrBuilder {
private static final long serialVersionUID = 0L;
    // Use Person.newBuilder() to construct.
    private Person(com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.Builder<?> builder) {
      super(builder);
    }
    private Person() {
      name_ = "";
      email_ = "";
    }

    @java.lang.Override
    @SuppressWarnings({"unused"})
    protected java.lang.Object newInstance(
      UnusedPrivateParameter unused) {
      return new Person();
    }

    @java.lang.Override
    public final com.google.protobuf.UnknownFieldSet
    getUnknownFields() {
      return this.unknownFields;
    }
    public static final com.google.protobuf.Descriptors.Descriptor
      getDescriptor() {
      return PersonOuterClass.internal_static_Person_descriptor;
    }

    @java.lang.Override
    protected com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.FieldAccessorTable
      internalGetFieldAccessorTable() {
      return PersonOuterClass.internal_static_Person_fieldAccessorTable
          .ensureFieldAccessorsInitialized(
            PersonOuterClass.Person.class, PersonOuterClass.Person.Builder.class);
    }

    private int bitField0_;
    public static final int NAME_FIELD_NUMBER = 1;
    private volatile java.lang.Object name_;
    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return Whether the name field is set.
   */
    @java.lang.Override
    public boolean hasName() {
      return ((bitField0_ & 0x00000001) != 0);
    }
    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return The name.
   */
    @java.lang.Override
    public java.lang.String getName() {
      java.lang.Object ref = name_;
      if (ref instanceof java.lang.String) {
      return (java.lang.String) ref;
      } else {
      com.google.protobuf.ByteString bs =
            (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      java.lang.String s = bs.toStringUtf8();
      name_ = s;
      return s;
      }
    }
    /**
   * <code>optional string name = 1;</code>
   * @return The bytes for name.
   */
    @java.lang.Override
    public com.google.protobuf.ByteString
      getNameBytes() {
      java.lang.Object ref = name_;
      if (ref instanceof java.lang.String) {
      com.google.protobuf.ByteString b =
            com.google.protobuf.ByteString.copyFromUtf8(
                (java.lang.String) ref);
      name_ = b;
      return b;
      } else {
      return (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      }
    }

    public static final int ID_FIELD_NUMBER = 2;
    private int id_;
    /**
   * <code>optional int32 id = 2;</code>
   * @return Whether the id field is set.
   */
    @java.lang.Override
    public boolean hasId() {
      return ((bitField0_ & 0x00000002) != 0);
    }
    /**
   * <code>optional int32 id = 2;</code>
   * @return The id.
   */
    @java.lang.Override
    public int getId() {
      return id_;
    }

    public static final int EMAIL_FIELD_NUMBER = 3;
    private volatile java.lang.Object email_;
    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return Whether the email field is set.
   */
    @java.lang.Override
    public boolean hasEmail() {
      return ((bitField0_ & 0x00000004) != 0);
    }
    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return The email.
   */
    @java.lang.Override
    public java.lang.String getEmail() {
      java.lang.Object ref = email_;
      if (ref instanceof java.lang.String) {
      return (java.lang.String) ref;
      } else {
      com.google.protobuf.ByteString bs =
            (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      java.lang.String s = bs.toStringUtf8();
      email_ = s;
      return s;
      }
    }
    /**
   * <code>optional string email = 3;</code>
   * @return The bytes for email.
   */
    @java.lang.Override
    public com.google.protobuf.ByteString
      getEmailBytes() {
      java.lang.Object ref = email_;
      if (ref instanceof java.lang.String) {
      com.google.protobuf.ByteString b =
            com.google.protobuf.ByteString.copyFromUtf8(
                (java.lang.String) ref);
      email_ = b;
      return b;
      } else {
      return (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      }
    }

    private byte memoizedIsInitialized = -1;
    @java.lang.Override
    public final boolean isInitialized() {
      byte isInitialized = memoizedIsInitialized;
      if (isInitialized == 1) return true;
      if (isInitialized == 0) return false;

      memoizedIsInitialized = 1;
      return true;
    }

    @java.lang.Override
    public void writeTo(com.google.protobuf.CodedOutputStream output)
                        throws java.io.IOException {
      if (((bitField0_ & 0x00000001) != 0)) {
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.writeString(output, 1, name_);
      }
      if (((bitField0_ & 0x00000002) != 0)) {
      output.writeInt32(2, id_);
      }
      if (((bitField0_ & 0x00000004) != 0)) {
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.writeString(output, 3, email_);
      }
      getUnknownFields().writeTo(output);
    }

    @java.lang.Override
    public int getSerializedSize() {
      int size = memoizedSize;
      if (size != -1) return size;

      size = 0;
      if (((bitField0_ & 0x00000001) != 0)) {
      size += com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.computeStringSize(1, name_);
      }
      if (((bitField0_ & 0x00000002) != 0)) {
      size += com.google.protobuf.CodedOutputStream
          .computeInt32Size(2, id_);
      }
      if (((bitField0_ & 0x00000004) != 0)) {
      size += com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.computeStringSize(3, email_);
      }
      size += getUnknownFields().getSerializedSize();
      memoizedSize = size;
      return size;
    }

    @java.lang.Override
    public boolean equals(final java.lang.Object obj) {
      if (obj == this) {
       return true;
      }
      if (!(obj instanceof PersonOuterClass.Person)) {
      return super.equals(obj);
      }
      PersonOuterClass.Person other = (PersonOuterClass.Person) obj;

      if (hasName() != other.hasName()) return false;
      if (hasName()) {
      if (!getName()
            .equals(other.getName())) return false;
      }
      if (hasId() != other.hasId()) return false;
      if (hasId()) {
      if (getId()
            != other.getId()) return false;
      }
      if (hasEmail() != other.hasEmail()) return false;
      if (hasEmail()) {
      if (!getEmail()
            .equals(other.getEmail())) return false;
      }
      if (!getUnknownFields().equals(other.getUnknownFields())) return false;
      return true;
    }

    @java.lang.Override
    public int hashCode() {
      if (memoizedHashCode != 0) {
      return memoizedHashCode;
      }
      int hash = 41;
      hash = (19 * hash) + getDescriptor().hashCode();
      if (hasName()) {
      hash = (37 * hash) + NAME_FIELD_NUMBER;
      hash = (53 * hash) + getName().hashCode();
      }
      if (hasId()) {
      hash = (37 * hash) + ID_FIELD_NUMBER;
      hash = (53 * hash) + getId();
      }
      if (hasEmail()) {
      hash = (37 * hash) + EMAIL_FIELD_NUMBER;
      hash = (53 * hash) + getEmail().hashCode();
      }
      hash = (29 * hash) + getUnknownFields().hashCode();
      memoizedHashCode = hash;
      return hash;
    }

    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      java.nio.ByteBuffer data)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      java.nio.ByteBuffer data,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data, extensionRegistry);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      com.google.protobuf.ByteString data)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      com.google.protobuf.ByteString data,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data, extensionRegistry);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(byte[] data)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      byte[] data,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      return PARSER.parseFrom(data, extensionRegistry);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(java.io.InputStream input)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseWithIOException(PARSER, input);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      java.io.InputStream input,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseWithIOException(PARSER, input, extensionRegistry);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseDelimitedFrom(java.io.InputStream input)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseDelimitedWithIOException(PARSER, input);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseDelimitedFrom(
      java.io.InputStream input,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseDelimitedWithIOException(PARSER, input, extensionRegistry);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      com.google.protobuf.CodedInputStream input)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseWithIOException(PARSER, input);
    }
    public static PersonOuterClass.Person parseFrom(
      com.google.protobuf.CodedInputStream input,
      com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
      throws java.io.IOException {
      return com.google.protobuf.GeneratedMessageV3
          .parseWithIOException(PARSER, input, extensionRegistry);
    }

    @java.lang.Override
    public Builder newBuilderForType() { return newBuilder(); }
    public static Builder newBuilder() {
      return DEFAULT_INSTANCE.toBuilder();
    }
    public static Builder newBuilder(PersonOuterClass.Person prototype) {
      return DEFAULT_INSTANCE.toBuilder().mergeFrom(prototype);
    }
    @java.lang.Override
    public Builder toBuilder() {
      return this == DEFAULT_INSTANCE
          ? new Builder() : new Builder().mergeFrom(this);
    }

    @java.lang.Override
    protected Builder newBuilderForType(
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.BuilderParent parent) {
      Builder builder = new Builder(parent);
      return builder;
    }
    /**
   * Protobuf type {@code Person}
   */
    public static final class Builder extends
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.Builder<Builder> implements
      // @@protoc_insertion_point(builder_implements:Person)
      PersonOuterClass.PersonOrBuilder {
      public static final com.google.protobuf.Descriptors.Descriptor
          getDescriptor() {
      return PersonOuterClass.internal_static_Person_descriptor;
      }

      @java.lang.Override
      protected com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.FieldAccessorTable
          internalGetFieldAccessorTable() {
      return PersonOuterClass.internal_static_Person_fieldAccessorTable
            .ensureFieldAccessorsInitialized(
                PersonOuterClass.Person.class, PersonOuterClass.Person.Builder.class);
      }

      // Construct using PersonOuterClass.Person.newBuilder()
      private Builder() {

      }

      private Builder(
          com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.BuilderParent parent) {
      super(parent);

      }
      @java.lang.Override
      public Builder clear() {
      super.clear();
      name_ = "";
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000001);
      id_ = 0;
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000002);
      email_ = "";
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000004);
      return this;
      }

      @java.lang.Override
      public com.google.protobuf.Descriptors.Descriptor
          getDescriptorForType() {
      return PersonOuterClass.internal_static_Person_descriptor;
      }

      @java.lang.Override
      public PersonOuterClass.Person getDefaultInstanceForType() {
      return PersonOuterClass.Person.getDefaultInstance();
      }

      @java.lang.Override
      public PersonOuterClass.Person build() {
      PersonOuterClass.Person result = buildPartial();
      if (!result.isInitialized()) {
          throw newUninitializedMessageException(result);
      }
      return result;
      }

      @java.lang.Override
      public PersonOuterClass.Person buildPartial() {
      PersonOuterClass.Person result = new PersonOuterClass.Person(this);
      int from_bitField0_ = bitField0_;
      int to_bitField0_ = 0;
      if (((from_bitField0_ & 0x00000001) != 0)) {
          to_bitField0_ |= 0x00000001;
      }
      result.name_ = name_;
      if (((from_bitField0_ & 0x00000002) != 0)) {
          result.id_ = id_;
          to_bitField0_ |= 0x00000002;
      }
      if (((from_bitField0_ & 0x00000004) != 0)) {
          to_bitField0_ |= 0x00000004;
      }
      result.email_ = email_;
      result.bitField0_ = to_bitField0_;
      onBuilt();
      return result;
      }

      @java.lang.Override
      public Builder clone() {
      return super.clone();
      }
      @java.lang.Override
      public Builder setField(
          com.google.protobuf.Descriptors.FieldDescriptor field,
          java.lang.Object value) {
      return super.setField(field, value);
      }
      @java.lang.Override
      public Builder clearField(
          com.google.protobuf.Descriptors.FieldDescriptor field) {
      return super.clearField(field);
      }
      @java.lang.Override
      public Builder clearOneof(
          com.google.protobuf.Descriptors.OneofDescriptor oneof) {
      return super.clearOneof(oneof);
      }
      @java.lang.Override
      public Builder setRepeatedField(
          com.google.protobuf.Descriptors.FieldDescriptor field,
          int index, java.lang.Object value) {
      return super.setRepeatedField(field, index, value);
      }
      @java.lang.Override
      public Builder addRepeatedField(
          com.google.protobuf.Descriptors.FieldDescriptor field,
          java.lang.Object value) {
      return super.addRepeatedField(field, value);
      }
      @java.lang.Override
      public Builder mergeFrom(com.google.protobuf.Message other) {
      if (other instanceof PersonOuterClass.Person) {
          return mergeFrom((PersonOuterClass.Person)other);
      } else {
          super.mergeFrom(other);
          return this;
      }
      }

      public Builder mergeFrom(PersonOuterClass.Person other) {
      if (other == PersonOuterClass.Person.getDefaultInstance()) return this;
      if (other.hasName()) {
          bitField0_ |= 0x00000001;
          name_ = other.name_;
          onChanged();
      }
      if (other.hasId()) {
          setId(other.getId());
      }
      if (other.hasEmail()) {
          bitField0_ |= 0x00000004;
          email_ = other.email_;
          onChanged();
      }
      this.mergeUnknownFields(other.getUnknownFields());
      onChanged();
      return this;
      }

      @java.lang.Override
      public final boolean isInitialized() {
      return true;
      }

      @java.lang.Override
      public Builder mergeFrom(
          com.google.protobuf.CodedInputStream input,
          com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
          throws java.io.IOException {
      if (extensionRegistry == null) {
          throw new java.lang.NullPointerException();
      }
      try {
          boolean done = false;
          while (!done) {
            int tag = input.readTag();
            switch (tag) {
            case 0:
                done = true;
                break;
            case 10: {
                name_ = input.readStringRequireUtf8();
                bitField0_ |= 0x00000001;
                break;
            } // case 10
            case 16: {
                id_ = input.readInt32();
                bitField0_ |= 0x00000002;
                break;
            } // case 16
            case 26: {
                email_ = input.readStringRequireUtf8();
                bitField0_ |= 0x00000004;
                break;
            } // case 26
            default: {
                if (!super.parseUnknownField(input, extensionRegistry, tag)) {
                  done = true; // was an endgroup tag
                }
                break;
            } // default:
            } // switch (tag)
          } // while (!done)
      } catch (com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException e) {
          throw e.unwrapIOException();
      } finally {
          onChanged();
      } // finally
      return this;
      }
      private int bitField0_;

      private java.lang.Object name_ = "";
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @return Whether the name field is set.
       */
      public boolean hasName() {
      return ((bitField0_ & 0x00000001) != 0);
      }
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @return The name.
       */
      public java.lang.String getName() {
      java.lang.Object ref = name_;
      if (!(ref instanceof java.lang.String)) {
          com.google.protobuf.ByteString bs =
            (com.google.protobuf.ByteString) ref;
          java.lang.String s = bs.toStringUtf8();
          name_ = s;
          return s;
      } else {
          return (java.lang.String) ref;
      }
      }
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @return The bytes for name.
       */
      public com.google.protobuf.ByteString
          getNameBytes() {
      java.lang.Object ref = name_;
      if (ref instanceof String) {
          com.google.protobuf.ByteString b =
            com.google.protobuf.ByteString.copyFromUtf8(
                  (java.lang.String) ref);
          name_ = b;
          return b;
      } else {
          return (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      }
      }
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @param value The name to set.
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder setName(
          java.lang.String value) {
      if (value == null) {
    throw new NullPointerException();
}
bitField0_ |= 0x00000001;
      name_ = value;
      onChanged();
      return this;
      }
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder clearName() {
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000001);
      name_ = getDefaultInstance().getName();
      onChanged();
      return this;
      }
      /**
       * <code>optional string name = 1;</code>
       * @param value The bytes for name to set.
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder setNameBytes(
          com.google.protobuf.ByteString value) {
      if (value == null) {
    throw new NullPointerException();
}
checkByteStringIsUtf8(value);
      bitField0_ |= 0x00000001;
      name_ = value;
      onChanged();
      return this;
      }

      private int id_ ;
      /**
       * <code>optional int32 id = 2;</code>
       * @return Whether the id field is set.
       */
      @java.lang.Override
      public boolean hasId() {
      return ((bitField0_ & 0x00000002) != 0);
      }
      /**
       * <code>optional int32 id = 2;</code>
       * @return The id.
       */
      @java.lang.Override
      public int getId() {
      return id_;
      }
      /**
       * <code>optional int32 id = 2;</code>
       * @param value The id to set.
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder setId(int value) {
      bitField0_ |= 0x00000002;
      id_ = value;
      onChanged();
      return this;
      }
      /**
       * <code>optional int32 id = 2;</code>
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder clearId() {
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000002);
      id_ = 0;
      onChanged();
      return this;
      }

      private java.lang.Object email_ = "";
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @return Whether the email field is set.
       */
      public boolean hasEmail() {
      return ((bitField0_ & 0x00000004) != 0);
      }
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @return The email.
       */
      public java.lang.String getEmail() {
      java.lang.Object ref = email_;
      if (!(ref instanceof java.lang.String)) {
          com.google.protobuf.ByteString bs =
            (com.google.protobuf.ByteString) ref;
          java.lang.String s = bs.toStringUtf8();
          email_ = s;
          return s;
      } else {
          return (java.lang.String) ref;
      }
      }
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @return The bytes for email.
       */
      public com.google.protobuf.ByteString
          getEmailBytes() {
      java.lang.Object ref = email_;
      if (ref instanceof String) {
          com.google.protobuf.ByteString b =
            com.google.protobuf.ByteString.copyFromUtf8(
                  (java.lang.String) ref);
          email_ = b;
          return b;
      } else {
          return (com.google.protobuf.ByteString) ref;
      }
      }
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @param value The email to set.
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder setEmail(
          java.lang.String value) {
      if (value == null) {
    throw new NullPointerException();
}
bitField0_ |= 0x00000004;
      email_ = value;
      onChanged();
      return this;
      }
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder clearEmail() {
      bitField0_ = (bitField0_ & ~0x00000004);
      email_ = getDefaultInstance().getEmail();
      onChanged();
      return this;
      }
      /**
       * <code>optional string email = 3;</code>
       * @param value The bytes for email to set.
       * @return This builder for chaining.
       */
      public Builder setEmailBytes(
          com.google.protobuf.ByteString value) {
      if (value == null) {
    throw new NullPointerException();
}
checkByteStringIsUtf8(value);
      bitField0_ |= 0x00000004;
      email_ = value;
      onChanged();
      return this;
      }
      @java.lang.Override
      public final Builder setUnknownFields(
          final com.google.protobuf.UnknownFieldSet unknownFields) {
      return super.setUnknownFields(unknownFields);
      }

      @java.lang.Override
      public final Builder mergeUnknownFields(
          final com.google.protobuf.UnknownFieldSet unknownFields) {
      return super.mergeUnknownFields(unknownFields);
      }


      // @@protoc_insertion_point(builder_scope:Person)
    }

    // @@protoc_insertion_point(class_scope:Person)
    private static final PersonOuterClass.Person DEFAULT_INSTANCE;
    static {
      DEFAULT_INSTANCE = new PersonOuterClass.Person();
    }

    public static PersonOuterClass.Person getDefaultInstance() {
      return DEFAULT_INSTANCE;
    }

    private static final com.google.protobuf.Parser<Person>
      PARSER = new com.google.protobuf.AbstractParser<Person>() {
      @java.lang.Override
      public Person parsePartialFrom(
          com.google.protobuf.CodedInputStream input,
          com.google.protobuf.ExtensionRegistryLite extensionRegistry)
          throws com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException {
      Builder builder = newBuilder();
      try {
          builder.mergeFrom(input, extensionRegistry);
      } catch (com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException e) {
          throw e.setUnfinishedMessage(builder.buildPartial());
      } catch (com.google.protobuf.UninitializedMessageException e) {
          throw e.asInvalidProtocolBufferException().setUnfinishedMessage(builder.buildPartial());
      } catch (java.io.IOException e) {
          throw new com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException(e)
            .setUnfinishedMessage(builder.buildPartial());
      }
      return builder.buildPartial();
      }
    };

    public static com.google.protobuf.Parser<Person> parser() {
      return PARSER;
    }

    @java.lang.Override
    public com.google.protobuf.Parser<Person> getParserForType() {
      return PARSER;
    }

    @java.lang.Override
    public PersonOuterClass.Person getDefaultInstanceForType() {
      return DEFAULT_INSTANCE;
    }

}

private static final com.google.protobuf.Descriptors.Descriptor
    internal_static_Person_descriptor;
private static final
    com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.FieldAccessorTable
      internal_static_Person_fieldAccessorTable;

public static com.google.protobuf.Descriptors.FileDescriptor
      getDescriptor() {
    return descriptor;
}
private staticcom.google.protobuf.Descriptors.FileDescriptor
      descriptor;
static {
    java.lang.String[] descriptorData = {
      "\n\014person.proto\"Z\n\006Person\022\021\n\004name\030\001 \001(\tH\000" +
      "\210\001\001\022\017\n\002id\030\002 \001(\005H\001\210\001\001\022\022\n\005email\030\003 \001(\tH\002\210\001\001" +
      "B\007\n\005_nameB\005\n\003_idB\010\n\006_emailb\006proto3"
    };
    descriptor = com.google.protobuf.Descriptors.FileDescriptor
      .internalBuildGeneratedFileFrom(descriptorData,
      new com.google.protobuf.Descriptors.FileDescriptor[] {
      });
    internal_static_Person_descriptor =
      getDescriptor().getMessageTypes().get(0);
    internal_static_Person_fieldAccessorTable = new
      com.google.protobuf.GeneratedMessageV3.FieldAccessorTable(
      internal_static_Person_descriptor,
      new java.lang.String[] { "Name", "Id", "Email", "Name", "Id", "Email", });
}

// @@protoc_insertion_point(outer_class_scope)
}消息结构说明

protobuf将定义的数据结构叫做消息,.proto文件的书写是有严格要求的,主要分为proto2和proto3两种语法,我目前就学习proto3。
定义消息类型

首先看一个官方的例子
syntax = "proto3";

message SearchRequest {
string query = 1;
int32 page_number = 2;
int32 result_per_page = 3;
}因为protobuf分为2和3两种,需要通过syntax来指定当前文件使用哪种,如果不写默认是proto2。 message关键字用于定义消息,SearchRequest是消息的名字,该消息有三个字段。
指定字段类型

三个前面的string、int32代表字段类型,protobuf定义了几种类型。
分配字段编号

字段后面的1、2、3代表的是字段的编号,一个消息内是唯一的。1-15的编号占用一个字节,16-2047的编号占用2个字节。最小字段编号是 1,最大的是 2^29 - 1。
指定字段规则

在类型之前可以使用规则标识来声明,规则标识有如下几种。 singular,这是默认规则,就是说被他修饰的字段只能出现0次或者1次。 optional,与singular类似,他有两种状态,如果该字段有值,就会被序列化,否则不会。 repeated,字段可以重复0次或者多次出现。 map,键值对类型
添加更多消息类型

一个.proto文件中,可以有多个消息,比如
syntax = "proto3";
message SearchRequest {
string query = 1;
int32 page_number = 2;
int32 result_per_page = 3;
}

message SearchResponse {
}有两个消息,一个是SearchRequest,另一个是SearchResponse
添加注释

分为单行和多行注释,属性上一般使用单行,消息体上方一般使用多行。单行使用//,多行使用/---/
/* SearchRequest represents a search query, with pagination options to
* indicate which results to include in the response. */
syntax = "proto3";
message SearchRequest {
string query = 1;
int32 page_number = 2;// Which page number do we want?
int32 result_per_page = 3;// Number of results to return per page.
}类型对照表

一下表格列出了proto的类型和各种语言类型的关系。
.proto TypeNotesC++ TypeJava/Kotlin TypePython TypeGo TypeRuby TypeC# TypePHP TypeDart Typedoubledoubledoublefloatfloat64Floatdoublefloatdoublefloatfloatfloatfloatfloat32Floatfloatfloatdoubleint32Uses variable-length encoding. Inefficient for encoding negative numbers – if your field is likely to have negative values, use sint32 instead.int32intintint32Fixnum or Bignum (as required)intintegerintint64Uses variable-length encoding. Inefficient for encoding negative numbers – if your field is likely to have negative values, use sint64 instead.int64longint/longint64Bignumlonginteger/stringInt64uint32Uses variable-length encoding.uint32intint/longuint32Fixnum or Bignum (as required)uintintegerintuint64Uses variable-length encoding.uint64longint/longuint64Bignumulonginteger/stringInt64sint32Uses variable-length encoding. Signed int value. These more efficiently encode negative numbers than regular int32s.int32intintint32Fixnum or Bignum (as required)intintegerintsint64Uses variable-length encoding. Signed int value. These more efficiently encode negative numbers than regular int64s.int64longint/longint64Bignumlonginteger/stringInt64fixed32Always four bytes. More efficient than uint32 if values are often greater than 228.uint32intint/longuint32Fixnum or Bignum (as required)uintintegerintfixed64Always eight bytes. More efficient than uint64 if values are often greater than 256.uint64longint/longuint64Bignumulonginteger/stringInt64sfixed32Always four bytes.int32intintint32Fixnum or Bignum (as required)intintegerintsfixed64Always eight bytes.int64longint/longint64Bignumlonginteger/stringInt64boolboolbooleanboolboolTrueClass/FalseClassboolbooleanboolstringA string must always contain UTF-8 encoded or 7-bit ASCII text, and cannot be longer than 232.stringStringstr/unicodestringString (UTF-8)stringstringStringbytesMay contain any arbitrary sequence of bytes no longer than 232.stringByteStringstr (Python 2) bytes (Python 3)[]byteString (ASCII-8BIT)ByteStringstringList默认值


[*]string:默认值是空字符串
[*]bytes:默认值是空字节数组
[*]bools:默认是false
[*]数字类型:默认是0.
[*]enums:枚举类型默认值是第一个定义的枚举值。
[*]消息类型:默认值取决于具体的语言
枚举

枚举使用enum声明,必须要有值=0的枚举定义,而且必须放到枚举定义的第一行,类似如下官方代码。
syntax = "proto3"
enum Corpus {
CORPUS_UNSPECIFIED = 0;
CORPUS_UNIVERSAL = 1;
CORPUS_WEB = 2;
CORPUS_IMAGES = 3;
CORPUS_LOCAL = 4;
CORPUS_NEWS = 5;
CORPUS_PRODUCTS = 6;
CORPUS_VIDEO = 7;
}
message SearchRequest {
string query = 1;
int32 page_number = 2;
int32 result_per_page = 3;
Corpus corpus = 4;
}如果枚举中某两个或者多个的值相同,需要使用来声明别名。
syntax = "proto3"
enum EnumAllowingAlias {
option allow_alias = true;
EAA_UNSPECIFIED = 0;
EAA_STARTED = 1;
EAA_RUNNING = 1;
EAA_FINISHED = 2;
}
enum EnumNotAllowingAlias {
ENAA_UNSPECIFIED = 0;
ENAA_STARTED = 1;
// ENAA_RUNNING = 1;// Uncommenting this line will cause a compile error inside Google and a warning message outside.
ENAA_FINISHED = 2;
}可以看到EAA_STARTED = 1和 EAA_RUNNING = 1的值相同,他俩其实就是相同的,也可以理解为别名。
使用其他类型

一个消息里可以使用另一个消息作为字段类型
message SearchResponse {
repeated Result results = 1;
}

message Result {
string url = 1;
string title = 2;
repeated string snippets = 3;
}Result消息作为了SearchResponse的字段类型。
导入消息

如果将上面的两个消息分别放入不同的proto文件中,就得需要导入,导入使用import关键字,具体尝试下。
看如下图,两个文件的结构。



image-20221019195256890

右侧是导入,使用的是import "other/Result.proto";
有的时候,可能SearchResponse.proto和Result.proto本来在同一个目录,但是Result后来被移动到了other路径下,此时,要向上面所说的那样使用import "other/Result.proto"; 这样已经定义好的文件要修改,麻烦。这时候可以保留移动前的文件,下图中图2的文件,内容修改一下(修改一个文件跟修改多个文件工作量还是不同的)如下图。



image-20221019195847367

此时SearchResponse.proto不需要更改,保持原样。



image-20221019200111442

使用 proto2 消息类型

可以导入proto2消息类型并在您的 proto3 消息中使用它们,反之亦然。但是,proto2 枚举不能直接在 proto3 语法中使用(如果导入的 proto2 消息使用它们也没关系)。
嵌套消息

消息可以嵌套
message SearchResponse {
message Result {
    string url = 1;
    string title = 2;
    repeated string snippets = 3;
}
repeated Result results = 1;
}其他人如果想使用Result,则需要使用外层消息名.内层消息名。这跟Java的内部类类似。
更新消息类型

待更新。。。
序列化与发序列化

这里我新建一个protobuf-java的maven项目,需要引入依赖
创建proto消息
syntax = "proto3";

package com.itlab1024.protobuf;

option java_multiple_files = true;
// 完整的包名是com.itlab1024.protobuf.proto.java
option java_package = "java";
option java_outer_classname = "AddressBookProto";

message Person {
optional string name = 1;
optional int32 id = 2;
optional string email = 3;

enum PhoneType {
    MOBILE = 0;
    HOME = 1;
    WORK = 2;
}

message PhoneNumber {
    optional string number = 1;
    optional PhoneType type = 2;
}

repeated PhoneNumber phones = 4;
}

message AddressBook {
repeated Person people = 1;
}使用编译器编译为java。
java git:(main)pwd
/Users/itlab/workspace/github/protobuf-tutorial/protobuf-java/src/main/java
java git:(main)protoc -I=com/itlab1024/protobuf/protos --java_out=. addressbook.proto编译结果如下:



image-20221020101102783

生成了很多java文件。
在maven pom.xml文件中引入protobuf-java等依赖
<dependency>
<groupId>com.google.protobuf</groupId>
<artifactId>protobuf-java</artifactId>
<version>3.21.8</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.google.protobuf</groupId>
<artifactId>protobuf-java-util</artifactId>
<version>3.21.8</version>
</dependency>接下来在main方法中进行序列化和反序列化,
package com.itlab1024.protobuf;


import com.google.protobuf.CodedOutputStream;
import com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException;
import com.itlab1024.protobuf.protos.java.AddressBook;
import com.itlab1024.protobuf.protos.java.Person;

import java.io.FileOutputStream;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InvalidProtocolBufferException {
      Person person = Person.newBuilder().setId(1).setEmail("itlab1024@163.com")
                .setName("IT实验室")
                .addPhones(Person.PhoneNumber.newBuilder().setNumber("13648886666").setType(Person.PhoneType.MOBILE).build()).build();
      AddressBook addressBook = AddressBook.newBuilder().addPeople(person).build();
      // 序列化
      byte[] bytes = addressBook.toByteArray();
      System.out.println(Arrays.toString(bytes));
      // 反序列化
      AddressBook book = AddressBook.parseFrom(bytes);
      List<Person> peoples = book.getPeopleList();
      for (Person people : peoples) {
            System.out.println("姓名:" + people.getName());
            System.out.println("邮箱:" + people.getEmail());
            System.out.println("手机号个数:" + people.getPhonesCount());
      }
    }
}运行结果如下,可以看到序列化和反序列化的结果是能够正确打印出来的



image-20221020103621897

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