Protobuf序列化這么強，為什么不花五分鐘學習一下呢？
java自帶的序列化機制效率太低，有很多缺點。因此涌現出了很多優秀的系列化框架，比如說protobuf、protostuff、thrift、hession、kryo、avro、fst、msgpack等等。這篇文章我們就看一下protobuf，給出一個簡單案例，看看其是如何實現的。
注：若你對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中的一些問題，那使用其他的序列化機制會出現什么問題呢?
(1)java默認序列化機制：效率極低，而且還能不能跨語言之間共享數據。
(2)XML常用于與其他項目之間數據傳輸或者是共享數據，但是編碼和解碼會造成很大的性能損失。
(3)json格式也是常見的一種，但是在json在解析的時候非常耗時，而且json結構非常占內存。
但是我們protobuf是一種靈活的、高效的、自動化的序列化機制，可以有效的解決上面的問題。
二、如何使用protobuf
protobuf這么優秀使用起來也是非常的簡單，我們可以給出其主要的三個步驟，然后使用一個基本的案例去實現一下。
(1)定義.proto文件：我們在這個文件中描述我們序列化的信息，類似于bean類。
(2)根據.proto生成對應的類文件，上面這個proto就像是一個模板，現在我們要根據這個模板創建出一個java類。
(3)序列化。
有了這個基本的步驟我們我們就具體去實現一下：
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文章推出。我們首先下載protobuf(github上搜索protobuf，有各種語言可供選擇)。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：配置環境變量
也就是將D:\protobuf\protoc-3.9.0-win64\bin配置到path環境變量里面。
第三步：驗證是否安裝成功
最后我們可以在cmd中輸入protoc --version驗證一下，是否成功。
OK，到這里我們就安裝好了。
2、編寫proto文件
之前我們說過proto 文件非常類似java的bean。在這里我們在bin目錄下新建一個Person.proto文件(和proto.exe)。輸入下列內容：
- 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proto3，他表示的是protobuf的語法版本，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：我們說過.proto文件，要生成對應的類，這個參數就指定輸出什么類名。這里表示生成的類名是PersonProto。
(4)message 是用于數據格式定義.
- 一個 .proto 文件中可以定義多個 message
- message 中定義的字段支持 string、byte、bool、map、enum、數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識數字,這些數字用于識別二進制格式 message 中的字段,一旦開始使用這個 message,那么標識數字就不能改變
- 如果需要定義 List,則在字段前加repeated即可.
- 如果已經使用過該 message 生成的類后,想要增加字段直接新增即可.當新增字段的類解析老數據時,會將新字段置為默認值.當舊的類解析新數據時會忽視掉新增字段.
比如說這里我們就定義一個復雜的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基本案例，對于其他的數據類型可以根據自己的需要定義即可。
3、根據proto文件生成class類文件
編譯起來很簡單，在我們下載好的protobuf下面有一個bin目錄，里面有一個proto.exe。我們就使用這個去編譯person.proto文件就好。
也就是執行proto.exe --java_out = / Person.proto就會編譯成功。
4、使用class類文件
上面意味著我們已經做好了序列化的準備工作，接下來我們就可以直接使用這個類了。
(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、 創建Builder
- PersonProto.Person.Builder builder = PersonProto.Person.newBuilder();
- //2、 設置Person的屬性
- builder.setAge(20);
- builder.setName("java的架構師技術棧");
- //3、 創建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絡
然后反序列化
- try {
- //一行代碼實現反序列化，data可以是本地數據或者是網絡數據
- 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
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，最后導入這個類和依賴就可以直接使用了。當然這只是一個最簡單不過的代碼,可以把這篇教程當成一個簡單的使用教程。
本文轉載自微信公眾號「愚公要移山」，作者馮冬冬。轉載本文請聯系愚公要移山公眾號。
