我們之前曾講過java自帶的一種序列化機制，但是這種機制效率太低，有很多缺點。因此也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第一個序列化框架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。現在應該清楚了吧，正是由于目前的機制存在了很多問題，所以才有了這個序列化框架。

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。

com.google.protobuf

protobuf-java

3.9.0

(3)第三步：使用

首先看一些如何序列化：

//1、 創建BuilderPersonProto.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PersonPersonProto.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();

}

簡單吧，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。一般情況是是結合SpringBoot來使用的。具體使用會陸續推出。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的java 序列化 protobuf_java序列化机制之protobuf（快速高效跨语言）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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