ProtoBuf入门

protobuf全称Protocol Buffers，是google推出的一种高效，快捷的数据交换格式，和XML，Thrift一样，都是一种数据交换协议（当然thrift还提供rpc的功能）。protobuf相对与xml结构化的文本数据格式，它是一种二进制的数据格式，具有更高的传输，打包和解包效率，这也是为什么protobuf很受欢迎的原因。

protobuf通过自己的编译器，对协议文件进行编译，生成对应语言的代码，方便的进行数据的打包和解包。目前，google 提供了三种语言的实现：java、c++ 和python，每一种实现都包含了相应语言的编译器以及库文件。

下面介绍protobuf的语法，protobuf的IDL都是保存为*.proto的文件中，proto文件中数据类型可以分为两大类：复合数据类型和标准数据类型。复合数据类型包括：枚举和message类型，标准数据类型包含：整型，浮点，字符串等，后面会详细介绍。

message
最常用的数据格式就是message，例如一个订单数据可以用message表示如下：

message Order
{
    required uint64 uid = 1;
    required float cost = 2;
    optional string tag = 3;
}

它经过protobuf编译成c++代码，会生成对应的XXX.pb.h和XXX.pb.cc。message会对应生成一个class，里面存放对应的data members，处理这些数据的函数，以及对应的打包和解包函数。

class Order : public ::google::protobuf::Message {
 public:
  ...
  // accessors -------------------------------------------------------
  ...

  ::google::protobuf::uint64 uid_;
  ::std::string* tag_;
  float cost_;
};

message数据格式中需要知道的：
1.每个字段末尾赋值的tag：该tag是用来标记该字段在序列化后的二进制数据中所在的field，每个字段的tag在message内部都是独一无二的。也不能进行改变，否则数据就不能正确的解包。

2.数据类型前面的修饰词：

required: 必须赋值，不能为空，否则该条message会被认为是“uninitialized”。build一个“uninitialized” message会抛出一个RuntimeException异常，解析一条“uninitialized” message会抛出一条IOException异常。除此之外，“required”字段跟“optional”字段并无差别。
optional:字段可以赋值，也可以不赋值。假如没有赋值的话，会被赋上默认值。
repeated: 该字段可以重复任意次数，包括0次。重复数据的顺序将会保存在protocol buffer中，将这个字段想象成一个可以自动设置size的数组就可以了。
枚举
枚举和c++，java中的枚举类型是一个含义：

enum Corpus {
    UNIVERSAL = 0;
    WEB = 1;    
    IMAGES = 2;
    LOCAL = 3;
    NEWS = 4;
    PRODUCTS = 5;
    VIDEO = 6;
}

执行 protoc --cpp_out=. enum_test.proto，会生成以下c++代码

enum Corpus {
  UNIVERSAL = 0,
  WEB = 1,
  IMAGES = 2,
  LOCAL = 3,
  NEWS = 4,
  PRODUCTS = 5,
  VIDEO = 6
};

基本数据类型
protobuf支持的基本数据类型如下图：

20141123230823074.png

message详解：
message数据格式在c++中被protobuf自动编译包含一下内容：

//xxx.proto
message Order
{
    required uint64 uid = 1;
    required float cost = 2;
    optional string tag = 3;
}

//xxx.pb.h
<pre name="code" class="cpp">class Order : public ::google::protobuf::Message {
 public:
  ...
  // accessors -------------------------------------------------------

  // required uint64 uid = 1;
  inline bool has_uid() const;
  inline void clear_uid();
  static const int kUidFieldNumber = 1;
  inline ::google::protobuf::uint64 uid() const;
  inline void set_uid(::google::protobuf::uint64 value);

  // required float cost = 2;
  inline bool has_cost() const;
  inline void clear_cost();
  static const int kCostFieldNumber = 2;
  inline float cost() const;
  inline void set_cost(float value);

  // optional string tag = 3;
  inline bool has_tag() const;
  inline void clear_tag();
  static const int kTagFieldNumber = 3;
  inline const ::std::string& tag() const;
  inline void set_tag(const ::std::string& value);
  inline void set_tag(const char* value);
  inline void set_tag(const char* value, size_t size);
  inline ::std::string* mutable_tag();
  inline ::std::string* release_tag();
  inline void set_allocated_tag(::std::string* tag);

  // @@protoc_insertion_point(class_scope:Order)
 private:
  inline void set_has_uid();
  inline void clear_has_uid();
  inline void set_has_cost();
  inline void clear_has_cost();
  inline void set_has_tag();
  inline void clear_has_tag();

  ::google::protobuf::uint32 _has_bits_[1];

  ::google::protobuf::uint64 uid_;
  ::std::string* tag_;
  float cost_;
};

原文链接：http://www.open-open.com/lib/view/open1418518348136.html
参考文章：https://www.cnblogs.com/autyinjing/p/6495103.html
https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-gpb/