google_protobuf數據類型

要通信，必須有協議，否則雙方無法理解對方的碼流。在protobuf中，協議是由一系列的消息組成的。因此最重要的就是定義通信時使用到的消息格式。

 

Protobuf消息定義

消息由至少一個字段組合而成，類似於C語言中的結構。每個字段都有一定的格式。

字段格式：限定修飾符① | 數據類型② | 字段名稱③ | = | 字段編碼值④ | [字段默認值⑤]

①．限定修飾符包含 required\optional\repeated

 

Required: 表示是一個必須字段，必須相對於發送方，在發送消息之前必須設置該字段的值，對於接收方，必須能夠識別該字段的意思。發送之前沒有設置required字段或者無法識別required字段都會引發編解碼異常，導致消息被丟棄。

Optional：表示是一個可選字段，可選對於發送方，在發送消息時，可以有選擇性的設置或者不設置該字段的值。對於接收方，如果能夠識別可選字段就進行相應的處理，如果無法識別，則忽略該字段，消息中的其它字段正常處理。---因為optional字段的特性，很多接口在升級版本中都把后來添加的字段都統一的設置為optional字段，這樣老的版本無需升級程序也可以正常的與新的軟件進行通信，只不過新的字段無法識別而已，因為並不是每個節點都需要新的功能，因此可以做到按需升級和平滑過渡。

Repeated：表示該字段可以包含0~N個元素。其特性和optional一樣，但是每一次可以包含多個值。可以看作是在傳遞一個數組的值。

 

②．數據類型

 

Protobuf定義了一套基本數據類型。幾乎都可以映射到C++\Java等語言的基礎數據類型.

      

protobuf 數據類型	描述	打包	C++語言映射
bool	布爾類型	1字節	bool
double	64位浮點數	N	double
float	32為浮點數	N	float
int32	32位整數、	N	int
uin32	無符號32位整數	N	unsigned int
int64	64位整數	N	__int64
uint64	64為無符號整	N	unsigned __int64
sint32	32位整數，處理負數效率更高	N	int32
sing64	64位整數 處理負數效率更高	N	__int64
fixed32	32位無符號整數	4	unsigned int32
fixed64	64位無符號整數	8	unsigned __int64
sfixed32	32位整數、能以更高的效率處理負數	4	unsigned int32
sfixed64	64為整數	8	unsigned __int64
string	只能處理 ASCII字符	N	std::string
bytes	用於處理多字節的語言字符、如中文	N	std::string
enum	可以包含一個用戶自定義的枚舉類型uint32	N(uint32)	enum
message	可以包含一個用戶自定義的消息類型	N	object of class

N 表示打包的字節並不是固定。而是根據數據的大小或者長度。

例如int32，如果數值比較小，在0~127時，使用一個字節打包。

關於枚舉的打包方式和uint32相同。

關於message，類似於C語言中的結構包含另外一個結構作為數據成員一樣。

關於 fixed32 和int32的區別。fixed32的打包效率比int32的效率高，但是使用的空間一般比int32多。因此一個屬於時間效率高，一個屬於空間效率高。根據項目的實際情況，一般選擇fixed32，如果遇到對傳輸數據量要求比較苛刻的環境，可以選擇int32.

③．字段名稱

 

字段名稱的命名與C、C++、Java等語言的變量命名方式幾乎是相同的。

protobuf建議字段的命名采用以下划線分割的駝峰式。例如 first_name 而不是firstName.

④．字段編碼值

有了該值，通信雙方才能互相識別對方的字段。當然相同的編碼值，其限定修飾符和數據類型必須相同。

編碼值的取值范圍為 1~2^32（4294967296）。

其中 1~15的編碼時間和空間效率都是最高的，編碼值越大，其編碼的時間和空間效率就越低（相對於1-15），當然一般情況下相鄰的2個值編碼效率的是相同的，除非2個值恰好實在4字節，12字節，20字節等的臨界區。比如15和16.

1900~2000編碼值為Google protobuf 系統內部保留值，建議不要在自己的項目中使用。

protobuf 還建議把經常要傳遞的值把其字段編碼設置為1-15之間的值。

消息中的字段的編碼值無需連續，只要是合法的，並且不能在同一個消息中有字段包含相同的編碼值。

建議：項目投入運營以后涉及到版本升級時的新增消息字段全部使用optional或者repeated，盡量不實用required。如果使用了required，需要全網統一升級，如果使用optional或者repeated可以平滑升級。

 

⑤．默認值。當在傳遞數據時，對於required數據類型，如果用戶沒有設置值，則使用默認值傳遞到對端。當接受數據是，對於optional字段，如果沒有接收到optional字段，則設置為默認值。

 

關於import

protobuf 接口文件可以像C語言的h文件一個，分離為多個，在需要的時候通過 import導入需要對文件。其行為和C語言的#include或者java的import的行為大致相同。

關於package

避免名稱沖突，可以給每個文件指定一個package名稱，對於java解析為java中的包。對於C++則解析為名稱空間。

 

關於message

支持嵌套消息，消息可以包含另一個消息作為其字段。也可以在消息內定義一個新的消息。

關於enum

枚舉的定義和C++相同，但是有一些限制。

枚舉值必須大於等於0的整數。

使用分號(;)分隔枚舉變量而不是C++語言中的逗號(,)

eg.

enum VoipProtocol 

{

    H323 = 1;

    SIP  = 2;

    MGCP = 3;

    H248 = 4;

}