前言
- 习惯用
Json、XML数据存储格式的你们，相信大多都没听过Protocol Buffer -
Protocol Buffer其实 是Google出品的一种轻量 & 高效的结构化数据存储格式，性能比Json、XML真的强！太！多！
由于
Protocol Buffer已经具备足够的吸引力
- 今天，我将详细介绍
Protocol Buffer在Android平台 的具体使用
Carson带你学序列化Protocol Buffer系列文章
快来看看Google出品的Protocol Buffer，别只会用Json和XML了
Carson带你学序列化：手把手教你如何安装Protocol Buffer
Carson带你学序列化：全面详解ProtocolBuffer语法
Carson带你学序列化：Google出品的序列化神器Protocol Buffer使用指南
Carson带你学序列化：Protocol Buffer序列化原理大揭秘-为什么性能这么好？
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Carson带你学序列化：深入分析JSON多种解析方式(Gson、AS自带org.json、Jackson)
Carson带你学序列化：深入分析XML多种解析方式(DOM、SAX、PULL)
目录
示意图
1. 定义
一种 结构化数据 的数据存储格式（类似于 XML、Json ）
Protocol Buffer目前有两个版本：proto2和proto3- 因为
proto3还是beta 版，所以本次讲解是proto2
2. 作用
通过将 结构化的数据 进行 串行化（序列化），从而实现 数据存储 / RPC 数据交换的功能
- 序列化： 将 数据结构或对象 转换成 二进制串 的过程
- 反序列化：将在序列化过程中所生成的二进制串 转换成 数据结构或者对象 的过程
3. 特点
- 对比于 常见的
XML、Json数据存储格式，Protocol Buffer有如下特点：
Protocol Buffer 特点
4. 应用场景
传输数据量大 & 网络环境不稳定 的数据存储、RPC 数据交换 的需求场景
如 即时IM （QQ、微信）的需求场景
总结
在 传输数据量较大的需求场景下，Protocol Buffer比XML、Json 更小、更快、使用 & 维护更简单！
5. 使用流程
- 使用
Protocol Buffer的流程如下：
Protocol Buffer使用流程
- 今天主要讲解
Protocol Buffer在Android平台 的具体使用
示意图
6. 应用实例（Android平台）
- 具体步骤如下：
具体步骤
步骤1：将生成的 代码文件 放入到项目中
- 对于
Android（Java）平台，即将编译.proto文件生成的Java包文件 整个复制到Android项目中 - 放置路径：
app/src/main/java的文件夹里
项目结构示意图
步骤2：在 Gradle 添加 Protocol Buffer 版本依赖
compile 'com.google.protobuf:protobuf-java:2.6.1'
// 注：protobuf-java的版本 一定要和 安装protocobuffer的版本 一致
步骤3：具体在Android项目中使用
3.1 消息对象类介绍
通过.proto文件 转换的 Java源代码 = Protocol Buffer 类 + 消息对象类（含Builder内部类）
消息对象类 是
Protocol Buffer类的内部类
由于最常用的都是 消息对象类 和其内部类Builder类 的方法&成员变量，所以此处主要讲解这两者。
3.1.1 消息对象类（Message类）
- 消息对象类 类通过 二进制数组 写 和 读 消息类型
- 使用方法包括：
<-- 方式1：直接序列化和反序列化 消息 -->
protocolBuffer.toByteArray()；
// 序列化消息 并 返回一个包含它的原始字节的字节数组
protocolBuffer.parseFrom(byte[] data)；
// 从一个字节数组 反序列化（解析） 消息
<-- 方式2：通过输入/ 输出流（如网络输出流） 序列化和反序列化消息 -->
protocolBuffer.writeTo(OutputStream output)；
output.toByteArray();
// 将消息写入 输出流 ，然后再 序列化消息
protocolBuffer.parseFrom(InputStream input)；
// 从一个 输入流 读取并 反序列化（解析）消息
// 只含包含字段的getters方法
// required string name = 1;
public boolean hasName();// 如果字段被设置，则返回true
public java.lang.String getName();
// required int32 id = 2;
public boolean hasId();
public int getId();
// optional string email = 3;
public boolean hasEmail();
public String getEmail();
// repeated .tutorial.Person.PhoneNumber phone = 4;
// 重复（repeated）字段有一些额外方法
public List<PhoneNumber> getPhoneList();
public int getPhoneCount();
// 列表大小的速记
// 作用：通过索引获取和设置列表的特定元素的getters和setters
常用的如上，更多请看官方文档
3.1.2 Builder类
作用：创建 消息构造器 & 设置/ 获取消息对象的字段值 & 创建 消息类 实例
属于 消息对象类 的内部类
a. 创建 消息构造器
Demo.Person.Builder person = Person.newBuilder();
b. 设置/ 获取 消息对象的字段值 具体方法如下：
// 标准的JavaBeans风格：含getters和setters
// required string name = 1;
public boolean hasName();// 如果字段被设置，则返回true
public java.lang.String getName();
public Builder setName(String value);
public Builder clearName(); // 将字段设置回它的空状态
// required int32 id = 2;
public boolean hasId();
public int getId();
public Builder setId(int value);
public Builder clearId();
// optional string email = 3;
public boolean hasEmail();
public String getEmail();
public Builder setEmail(String value);
public Builder clearEmail();
// repeated .tutorial.Person.PhoneNumber phone = 4;
// 重复（repeated）字段有一些额外方法
public List<PhoneNumber> getPhoneList();
public int getPhoneCount();
// 列表大小的速记
// 作用：通过索引获取和设置列表的特定元素的getters和setters
public PhoneNumber getPhone(int index);
public Builder setPhone(int index, PhoneNumber value);
public Builder addPhone(PhoneNumber value);
// 将新元素添加到列表的末尾
public Builder addAllPhone(Iterable<PhoneNumber> value);
// 将一个装满元素的整个容器添加到列表中
public Builder clearPhone();
public Builder isInitialized()
// 检查所有 required 字段 是否都已经被设置
public Builder toString() :
// 返回一个人类可读的消息表示（用于调试）
public Builder mergeFrom(Message other)
// 将 其他内容 合并到这个消息中，覆写单数的字段，附接重复的。
public Builder clear()
// 清空所有的元素为空状态。
3.2 具体使用
使用步骤如下：
步骤1：通过 消息类的内部类Builder类 构造 消息构造器
步骤2：通过 消息构造器 设置 消息字段的值
步骤3：通过 消息构造器 创建 消息类 对象
步骤4：序列化 / 反序列化 消息具体使用如下：（注释非常清晰）
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
// 步骤1:通过 消息类的内部类Builder类 构造 消息类的消息构造器
Demo.Person.Builder personBuilder = Demo.Person.newBuilder();
// 步骤2:设置你想要设置的字段为你选择的值
personBuilder.setName("Carson");// 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是required,所以必须赋值
personBuilder.setId(123);// 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是required,所以必须赋值
personBuilder.setEmail("carson.ho@foxmail.com"); // 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是optional,所以可赋值 / 不赋值(不赋值时将使用默认值)
Demo.Person.PhoneNumber.Builder phoneNumber = Demo.Person.PhoneNumber.newBuilder();
phoneNumber.setType( Demo.Person.PhoneType.HOME);// 直接采用枚举类型里的值进行赋值
phoneNumber.setNumber("0157-23443276");
// PhoneNumber消息是嵌套在Person消息里,可以理解为内部类
// 所以创建对象时要通过外部类来创建
// 步骤3:通过 消息构造器 创建 消息类 对象
Demo.Person person = personBuilder.build();
// 步骤4:序列化和反序列化消息(两种方式)
/*方式1：直接 序列化 和 反序列化 消息 */
// a.序列化
byte[] byteArray1 = person.toByteArray();
// 把 person消息类对象 序列化为 byte[]字节数组
System.out.println(Arrays.toString(byteArray1));
// 查看序列化后的字节流
// b.反序列化
try {
Demo.Person person_Request = Demo.Person.parseFrom(byteArray1);
// 当接收到字节数组byte[] 反序列化为 person消息类对象
System.out.println(person_Request.getName());
System.out.println(person_Request.getId());
System.out.println(person_Request.getEmail());
// 输出反序列化后的消息
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
/*方式2：通过输入/ 输出流（如网络输出流） 序列化和反序列化消息 */
// a.序列化
ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
try {
person.writeTo(output);
// 将消息序列化 并写入 输出流(此处用 ByteArrayOutputStream 代替)
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
byte[] byteArray = output.toByteArray();
// 通过 输出流 转化成二进制字节流
// b. 反序列化
ByteArrayInputStream input = new ByteArrayInputStream(byteArray);
// 通过 输入流 接收消息流(此处用 ByteArrayInputStream 代替)
try {
Demo.Person person_Request = Demo.Person.parseFrom(input);
// 通过输入流 反序列化 消息
System.out.println(person_Request.getName());
System.out.println(person_Request.getId());
System.out.println(person_Request.getEmail());
// 输出消息
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Demo 地址
Carson_Ho的Github ：https://github.com/Carson-Ho/ProtocolBuffer
高级功能
- 贴心的Google还提供将
Protocol Buff编码方式 转化为 其他编码方式，如Json、XML等等
即将
Protocol Buff对象 转化为其他编码方式的数据存储对象
- 下面展示的是 将
Protocol Buff对象 转化为Json对象
// 步骤1：在Gradle加入依赖
compile 'com.googlecode.protobuf-java-format:protobuf-java-format:1.4'
// 步骤2：将`Protocol Buff` 对象 序列化 为 `Json`对象
JsonFormat jsonFormat = new JsonFormat();
String person2json = jsonFormat.printToString(mProtoBuffer);
至此， 关于Protocol Buffer的使用讲解完毕。
7. 总结
- 看完本文，你应该非常了解
Protocol Buffer在Android平台的使用 -
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