Protobuf简介

简明扼要的说，protobuf是一种对结构化数据的序列化格式（形如JSON、XML），用于在数据通信、数据存储之中。protobuf是由Google设计开发，与开发平台及开发语言均无关。其特点在于灵活高效，序列化后的数据简单、轻便，序列化/反序列化过程耗时更短。

在使用Protobuf时，需要将待序列化的结构类型在“.proto“文件中进行标注声明。一个protocol buffer消息，包含有若干个key-value对。在一个消息内，每一个字段都包含有它的名字和它的数据类型。数据类型可以是数字、布尔型、字符串、比特串，甚至是其他的protocol buffer消息类型。对声明的消息字段，可以特别的声明该字段是可选字段（optional）还是必填字段（required）还是可重复字段（repeated）。以下是一个.proto文件的样例：

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

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

    message PhoneNumber {
        required string number = 1;
        optional PhoneType type = 2 [ default = HOME ];
    }

    repeated PhoneNumber phone = 4;
}

在你已经定义好消息格式后，便可运行protocol buffer的编译器，将.proto文件编译成项目中可被访问的实体类了。在生成的实体类中，包含有对字段的控制方法（getter,setter），也包含有序列化/反序列化的方法。你可以在消息格式中添加新的字段，而不会导致破坏向后兼容性，老的数据流在进行反序列化时，会忽略新添加的字段。

每一个在消息定义中的字段都有一个唯一的数字标签，这个数字标签（tag）是用于标记在数字二进制编码形式下，该实体类字段所在的位置。需要注意的一点是，当tag的取值范围在[1,15]时，将会把数字标识和字段类型封装在一个字节内，如果tag的取值范围在[16,2047]范围内，将会封装在两个字节内。tag的最小取值为1，最大的取值为\(2^{29}-1\)，但值得注意的是不能使用[19000,19999]内的数字，因为这些是由protocol内部使用。