深入理解Golang中的Protocol Buffers及其应用

初识Protobuf

Protocol Buffers简称protobuf，是一个无关语言，无关平台的用于序列化结构化数据的工具，于2008年被Google开源的一种数据描述语言，也可以叫做接口规范的描述语言，相较于json体积更小，传输更快，常定义在.proto文件中，在特定语言进行编译时进行动态编译，所以即使你客户与服务端使用不同的语言，只要修改proto文件则会在两端同时生效：

protobuf优势：使用二进制格式进行数据编码，相比于文本格式（如 JSON 或 XML），它能显著减少数据的体积，这使得在网络传输中数据更加紧凑，带宽占用更少，尤其在处理大规模数据时，能够提升性能，当然还有编解码效率和多语言支持等等的优势：

Protobuf原理介绍

protobuf是一种二进制格式编码，实现序列化的结构化数据信息需要通过message来定义一个类似struct的数据集合，每一条protocol buffer消息都是一个小的逻辑记录，包含了一系列的name-value键值对，文件都是以 .proto 为后缀 ，如下是一个基础的.proto文件示例：

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;
}

每一条消息类型都有一个或多个编号唯一的field，并且每一个field都具有名称和类型，以如下简单的messgae进行举例说明一下每个字段的含义是什么：

// repeated: 字段tag，表示复合类型
// Result: 字段数据类型，可以自定义
// results: 字段的命名
// 1: 字段的编号
message SearchResponse {
    repeated Result results = 1;
}

Go语言环境搭建

protoc：是一个protobuf编译器用于将protobuf)描述文件.proto 文件转换成各编程语言源代码的工具，这个编译器根据 .proto 文件中定义的数据结构，自动生成序列化和反序列化的代码，便于开发者在不同的编程语言中使用protobuf进行数据交换，如下图所示

通过protobuf编辑器的作用，我们就可以将.proto 文件构造生成右侧的go语言的package：

接下来我们开始下载protoc这个编辑器，来到官方网址：地址，这里注意根据自身电脑系统情况下载不同的源码包，这里我就以window系统进行举例，这里我们安装如下最新版本：

下载之后将压缩包解压到本地非C盘目录下，解压后的文件内包含如下三个文件：

include：头文件或库文件；bin：包含protoc编译器；readme.txt安装教程

了解即可：接下来把解压后⽂件中的bin目录配置到系统环境变量的Path中去：

然后win+r打开cmd终端输入protoc--version命令出现如下界面，有版本号说明我们安装配置成功：

主要操作：接下来我们只需要将该解压文件bin目录下的 protoc.exe 文件放置到我们配置go语言的GOBIN目录下即可，如下可以看到我们的默认GOBIN目录：

接下来还需要安装两个go语言的插件工具：protoc-gen-go和protoc-gen-go-grpc它们用于生成 go语言代码，分别用于处理protobuf消息和实现grpc服务，这里我们只需要cmd执行如下安装命令即可：

// 如果下载失败（网络延迟断开），可以考虑先开启代理，在执行如下两个插件安装
go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct
 
// 安装protoc-gen-go
go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest
// 安装 grpc
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest

网速不好直接开启代理，出现如下界面说明我们安装成功：

然后我们来到我们的GOBIN目录下可以看到我们的工具都以及安装完成了：

终端执行如下命令可以看到我们的安装版本：

Protobuf基本使用

定义protobuf文件：一般我们定义应该protobuf文件采用的写法如下所示，以下是对参数讲解：

1）syntax：表示采用proto3的语法，零值初始化

2）package：指明当前是main包

3）option：protobuf的一些选项参数，这里指定要生成的go语言package路径

4）message：关键字定义一个新的String类型

syntax = "proto3";
 
package helloworld;
option go_package = "./";
 
// 定义请求消息
message HelloRequest {
  string name = 1;
}

然后我们终端执行如下命令，可以看到我们的protobuf被编译成功了：

编译protobuf文件：根据上图对protobuf文件进行编译我们知道，还需要输入对应指令，这里进行如下解释，比如我们要编译如下文件：

到此这篇关于深入理解Golang中的Protocol Buffers及其应用的文章就介绍到这了,更多相关Go Protocol内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！