一、簡單的介紹
當然，在繼續本文之前，讀者還是需要對Google Protocol Buffers有一些基本的認識。Protocol buffers是一個用來序列化結構化數據的技術，支持多種語言諸如C++、Java以及Python語言，可以使用該技術來持久化數據或者序列化成網絡傳輸的數據。相比較一些其他的XML技術而言，該技術的一個明顯特點就是更加節省空間（以二進制流存儲）、速度更快以及更加靈活。
通常，編寫一個protocol buffers應用需要經歷如下三步：
1、定義消息格式文件，最好以proto作爲後綴名
2、使用Google提供的protocol buffers編譯器來生成代碼文件，一般爲.h和.cc文件，主要是對消息格式以特定的語言方式描述
3、使用protocol buffers庫提供的API來編寫應用程序
二、定義Proto文件
proto文件即消息協議原型定義文件，在該文件中我們可以通過使用描述性語言，來良好的定義我們程序中需要用到數據格式。首先我們可以通過Google在線文檔上提供的一個電話簿的例子來了解下，不過稍微加了點改動。
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;
required bytes unsure = 5; //Add byte array here
}
message AddressBook {
repeated Person person = 1;
}
誠如你看到的一樣，消息格式定義很簡單，對於每個字段而言都有一個修飾符（required/repeated/optional）、字段類型（bool/string/bytes/int32等）和字段標籤(Tag)組成。
三個修飾符從詞義上可以很清楚的弄明白，
1）對於required的字段而言，初值是必須要提供的，否則字段的便是未初始化的。在Debug模式的buffer庫下編譯的話，序列化話的時候可能會失敗，而且在反序列化的時候對於該字段的解析會總是失敗的。所以，對於修飾符爲required的字段，請在序列化的時候務必給予初始化。
2）對於optional的字段而言，如果未進行初始化，那麼一個默認值將賦予該字段，當然也可以指定默認值，如上述proto定義中的PhoneType字段類型。
3）對於repeated的字段而言，該字段可以重複多個，google提供的這個addressbook例子便有個很好的該修飾符的應用場景，即每個人可能有多個電話號碼。在高級語言裏面，我們可以通過數組來實現，而在proto定義文件中可以使用repeated來修飾，從而達到相同目的。當然，出現0次也是包含在內的。
其中字段標籤標示了字段在二進制流中存放的位置，這個是必須的，而且序列化與反序列化的時候相同的字段的Tag值必須對應，否則反序列化會出現意想不到的問題。
三、編譯proto文件，生成特定語言數據的數據定義代碼
在定義好了proto文件，就可以將該文件作爲protocol buffers編譯器的輸入文件，編譯產生特定語言的數據定義代碼文件了。本文主要是針對C++語言，所以使用編譯器後生成的是.h與.cc的代碼文件。對於C++、Java還有Python都有各自的編譯器，下載地址：http://code.google.com/p/protobuf/downloads/list
當你下載完了對應的編譯器二進制文件後，就可以使用下列命令來完成編譯過程：
protoc.exe -proto_path=SRC --cpp_out=DST SRC/addressbook.proto
其中--proto_path指出proto文件所在的目錄，--cpp_out則是生成的代碼文件要放的目錄，最後的一個參數指出proto文件的路徑。如上述命令中可以看出，將SRC目錄下的addressbook.proto編譯後放在DST目錄下，應該會生成addressbook.pb.h和addressbook.pb.cc文件(/Files/royenhome/addressbook.rar)。
通過查看頭文件，可以發現針對每個字段都會大致生成如下幾種函數，以number爲例：
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
--> // required string number = 1;
inline bool has_number() const;
inline void clear_number();
inline const ::std::string& number() const;
inline void set_number(const ::std::string& value);
inline void set_number(const char* value);
inline ::std::string* mutable_number();
可以看出，對於每個字段會生成一個has函數(has_number)、clear清除函數(clear_number)、set函數(set_number)、get函數(number和mutable_number)。這兒解釋下get函數中的兩個函數的區別，對於原型爲const std::string &number() const的get函數而言，返回的是常量字段，不能對其值進行修改。但是在有一些情況下，對字段進行修改是必要的，所以提供了一個mutable版的get函數，通過獲取字段變量的指針，從而達到改變其值的目的。
而對於字段修飾符爲repeated的字段生成的函數，則稍微有一些不同，如phone字段，則編譯器會爲其產生如下的代碼：
Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)
http://www.CodeHighlighter.com/
--> // repeated .Person.PhoneNumber phone = 4;
inline int phone_size() const;
inline void clear_phone();
inline const ::google::protobuf::RepeatedPtrField< ::Person_PhoneNumber >& phone() const;
inline ::google::protobuf::RepeatedPtrField< ::Person_PhoneNumber >* mutable_phone();
inline const ::Person_PhoneNumber& phone(int index) const;
inline ::Person_PhoneNumber* mutable_phone(int index);
inline ::Person_PhoneNumber* add_phone();
可以看出，set函數變成了add函數，這個其實很好理解。上面也說過，repeated修飾的字段在高級語言中的實現可能是個數組或動態數組，所以當然通過添加的方式來加入新的字段值。而起get函數也變化很大，這個也不用多說了。
好了，本文主要是對了解protocol buffer作了些簡單的介紹，當然更詳細的還是看官方文檔。下篇文章開始將介紹怎麼利用protocol buffers來完成序列化與反序列化數據。
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