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 java自帶的序列化機(jī)制效率太低，有很多缺點(diǎn)。因此涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的系列化框架，比如說(shuō)protobuf、protostuff、thrift、hession、kryo、avro、fst、msgpack等等。這篇文章我們就看一下protobuf，給出一個(gè)簡(jiǎn)單案例，看看其是如何實(shí)現(xiàn)的。

注：若你對(duì)序列化概念和基本使用還有疑惑，可以翻看我之前的文章，或者百度一些基本概念和作用。

一、為什么要使用protobuf?

使用protobuf的原因肯定是為了解決開發(fā)中的一些問題，那使用其他的序列化機(jī)制會(huì)出現(xiàn)什么問題呢?

(1)java默認(rèn)序列化機(jī)制：效率極低，而且還能不能跨語(yǔ)言之間共享數(shù)據(jù)。

(2)XML常用于與其他項(xiàng)目之間數(shù)據(jù)傳輸或者是共享數(shù)據(jù)，但是編碼和解碼會(huì)造成很大的性能損失。

(3)json格式也是常見的一種，但是在json在解析的時(shí)候非常耗時(shí)，而且json結(jié)構(gòu)非常占內(nèi)存。

但是我們protobuf是一種靈活的、高效的、自動(dòng)化的序列化機(jī)制，可以有效的解決上面的問題。

二、如何使用protobuf

protobuf這么優(yōu)秀使用起來(lái)也是非常的簡(jiǎn)單，我們可以給出其主要的三個(gè)步驟，然后使用一個(gè)基本的案例去實(shí)現(xiàn)一下。

(1)定義.proto文件：我們?cè)谶@個(gè)文件中描述我們序列化的信息，類似于bean類。

(2)根據(jù).proto生成對(duì)應(yīng)的類文件，上面這個(gè)proto就像是一個(gè)模板，現(xiàn)在我們要根據(jù)這個(gè)模板創(chuàng)建出一個(gè)java類。

(3)序列化。

有了這個(gè)基本的步驟我們我們就具體去實(shí)現(xiàn)一下：

1、下載安裝protobuf

第一步：下載解壓

我的電腦是windows10，因此這里給出在windows下的使用，linux下面使用我也將在后續(xù)文章推出。我們首先下載protobuf(github上搜索protobuf，有各種語(yǔ)言可供選擇)。選擇protoc-3.9.0-win64.zip。下載完成之后解壓到D：/protobuf目錄下面就好了。

第二步：配置環(huán)境變量

也就是將D:\protobuf\protoc-3.9.0-win64\bin配置到path環(huán)境變量里面。

第三步：驗(yàn)證是否安裝成功

最后我們可以在cmd中輸入protoc --version驗(yàn)證一下，是否成功。

OK，到這里我們就安裝好了。

2、編寫proto文件

之前我們說(shuō)過proto 文件非常類似java的bean。在這里我們?cè)赽in目錄下新建一個(gè)Person.proto文件(和proto.exe)。輸入下列內(nèi)容：

syntax="proto3";  
option java_package = "com.fdd.protobuf";    
option java_outer_classname = "PersonProto";    
message Person  {  
  string name = 1; 
  int32 age = 2; 
}   

我們解釋一些我們都寫了什么

(1)第一行有一個(gè)proto3，他表示的是protobuf的語(yǔ)法版本，就類似于jdk1.7和jdk1.8的概念。需要在第一行指定。默認(rèn)使用的是proto2。

(2)java_package：表示的是java包，不指定就使用 package.生成的類會(huì)放到該package下。這里表示把生成的類存放在com.fdd.protobuf包下面。

(3)java_outer_classname：我們說(shuō)過.proto文件，要生成對(duì)應(yīng)的類，這個(gè)參數(shù)就指定輸出什么類名。這里表示生成的類名是PersonProto。

(4)message 是用于數(shù)據(jù)格式定義.

• 一個(gè) .proto 文件中可以定義多個(gè) message
• message 中定義的字段支持 string、byte、bool、map、enum、數(shù)字類型和用戶自定義的 message
• 定義字段后面需要指定唯一的標(biāo)識(shí)數(shù)字,這些數(shù)字用于識(shí)別二進(jìn)制格式 message 中的字段,一旦開始使用這個(gè) message,那么標(biāo)識(shí)數(shù)字就不能改變
• 如果需要定義 List,則在字段前加repeated即可.
• 如果已經(jīng)使用過該 message 生成的類后,想要增加字段直接新增即可.當(dāng)新增字段的類解析老數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)將新字段置為默認(rèn)值.當(dāng)舊的類解析新數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)忽視掉新增字段.

比如說(shuō)這里我們就定義一個(gè)復(fù)雜的proto文件：

syntax = "proto3"; 
option java_package = "com.fdd.protobuf"; 
option java_outer_classname = "Persons"; 
message Staff { 
    int32 id = 1; 
    string name = 2; 
    int32 age = 3; 
    // 枚舉示例 
    enum PhoneType { 
        MOBILE = 0; 
        TELEPHONE = 1; 
    } 
    // 嵌套示例 
    message PhoneNumber { 
        string number = 1; 
        PhoneType type = 2; 
 
    }  
    // list示例 
    repeated PhoneNumber phone = 4;       
    message Map { 
        string key = 1; 
        int32 value = 2; 
    } 
    // map示例 
    Map map = 5; 
} 

由于這里只是展示一個(gè)基本案例，對(duì)于其他的數(shù)據(jù)類型可以根據(jù)自己的需要定義即可。

3、根據(jù)proto文件生成class類文件

編譯起來(lái)很簡(jiǎn)單，在我們下載好的protobuf下面有一個(gè)bin目錄，里面有一個(gè)proto.exe。我們就使用這個(gè)去編譯person.proto文件就好。

也就是執(zhí)行proto.exe --java_out = / Person.proto就會(huì)編譯成功。

4、使用class類文件

上面意味著我們已經(jīng)做好了序列化的準(zhǔn)備工作，接下來(lái)我們就可以直接使用這個(gè)類了。

(1)第一步：將生成的PersonProto類引入到我們的IDEA或者是eclipse中。

(2)第二步：在idea或者是eclipse添加protobuf的依賴。

<dependency> 
    <groupId>com.google.protobuf</groupId> 
    <artifactId>protobuf-java</artifactId> 
    <version>3.9.0</version> 
</dependency> 

(3)第三步：使用

首先看一些如何序列化：

//1、 創(chuàng)建Builder 
PersonProto.Person.Builder builder = PersonProto.Person.newBuilder(); 
//2、 設(shè)置Person的屬性 
builder.setAge(20); 
builder.setName("java的架構(gòu)師技術(shù)棧"); 
//3、 創(chuàng)建Person 
PersonProto.Person person = builder.build(); 
//4、序列化 
byte[] data = person.toByteArray(); 
//5、將data保存在本地或者是傳到網(wǎng)絡(luò) 

然后反序列化

try { 
       //一行代碼實(shí)現(xiàn)反序列化，data可以是本地?cái)?shù)據(jù)或者是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) 
       PersonProto.Person person = PersonProto.Person.parseFrom(data); 
       System.out.println(person.getAge()); 
       System.out.println(person.getName()); 
} catch (InvalidProtocolBufferException e) { 
       e.printStackTrace(); 
} 

OK，基本的使用流程就是這。

總結(jié)

基本上就是我們定義好proto文件，然后使用proto.exe編譯成類文件，最后導(dǎo)入這個(gè)類和依賴就可以直接使用了。當(dāng)然這只是一個(gè)最簡(jiǎn)單不過的代碼,可以把這篇教程當(dāng)成一個(gè)簡(jiǎn)單的使用教程。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「愚公要移山」，作者馮冬冬。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系愚公要移山公眾號(hào)。