go protobuf 详解
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protobuf简介
Protobuf是Protocol Buffers的简称，它是Google公司开发的一种数据描述语言，是一种轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据串行化，或者说序列化 。它很适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。目前提供了 C++、Java、Python 三种语言的 API。
注意：本身并不是和绑定的。它也可以被用于非RPC场景，如存储等
protobuf的优劣势
1）优势：
2）劣势：
protoc安装（windows）
protoc就是protobuf的编译器，它把proto文件编译成不同的语言
下载安装protoc编译器（protoc）
下载protobuf：https://github.com/protocolbuffers/protobuf/releases/download/v3.20.1/protoc-3.20.1-win64.zip
解压后，将目录中的 bin 目录的路径添加到系统环境变量，然后打开cmd输入查看输出信息，此时则安装成功
安装protocbuf的go插件（protoc-gen-go）
由于protobuf并没直接支持go语言需要我们手动安装相关插件
protocol buffer编译器需要一个插件来根据提供的proto文件生成 Go 代码，Go1.16+要使用下面的命令安装插件：
go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest // 目前最新版是v1.3.0
安装grpc（grpc）
go get -u -v google.golang.org/grpc@latest // 目前最新版是v1.53.0
安装grpc的go插件（protoc-gen-go-grpc）
说明：在中，纯粹用来生成pb序列化相关的文件，不再承载gRPC代码生成功能，所以如果要生成grpc相关的代码需要安装grpc-go相关的插件：
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest // 目前最新版是v1.3.0
protobuf语法
protobuf语法
类型：类型不仅可以是标量类型（、等），也可以是复合类型（等），也可以是其他
字段名：字段名比较推荐的是使用下划线/分隔名称
字段编号：一个message内每一个字段编号都必须唯一的，在编码后其实传递的是这个编号而不是字段名
字段规则：消息字段可以是以下字段之一
：格式正确的消息可以有零个或一个字段（但不能超过一个）。使用 proto3 语法时，如果未为给定字段指定其他字段规则，则这是默认字段规则
：与 相同，不过可以检查该值是否明确设置
：在格式正确的消息中，此字段类型可以重复零次或多次。系统会保留重复值的顺序
：这是一个成对的键值对字段
保留字段：为了避免再次使用到已移除的字段可以设定保留字段。如果任何未来用户尝试使用这些字段标识符，编译器就会报错
简单语法
proto文件基本语法
syntax = "proto3"; // 指定版本信息，不指定会报错
package pb; // 后期生成go文件的包名
// message为关键字，作用为定义一种消息类型
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
}
enum test{
int32 age = 0;
}
protobuf消息的定义（或者称为描述）通常都写在一个以 .proto 结尾的文件中：
在message中有一个字符串类型的value成员，该成员编码时用1代替名字。在json中是通过成员的名字来绑定对应的数据，但是Protobuf编码却是通过成员的唯一编号来绑定对应的数据，因此Protobuf编码后数据的体积会比较小，能够快速传输，缺点是不利于阅读。
message常见的数据类型与go中类型对比
.proto类型Go类型介绍doublefloat6464位浮点数floatfloat3232位浮点数int32int32使用可变长度编码。编码负数效率低下——如果你的字段可能有负值，请改用sint32。int64int64使用可变长度编码。编码负数效率低下——如果你的字段可能有负值，请改用sint64。uint32uint32使用可变长度编码。uint64uint64使用可变长度编码。sint32int32使用可变长度编码。符号整型值。这些比常规int32s编码负数更有效。sint64int64使用可变长度编码。符号整型值。这些比常规int64s编码负数更有效。fixed32uint32总是四字节。如果值通常大于228，则比uint 32更有效fixed64uint64总是八字节。如果值通常大于256，则比uint64更有效sfixed32int32总是四字节。sfixed64int64总是八字节。boolbool布尔类型stringstring字符串必须始终包含UTF - 8编码或7位ASCII文本bytes[]byte可以包含任意字节序列
protobuff语法进阶
message嵌套
messsage除了能放简单数据类型外，还能存放另外的message类型：
syntax = "proto3"; // 指定版本信息，不指定会报错
package pb; // 后期生成go文件的包名
// message为关键字，作用为定义一种消息类型
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
// 定义一个message
message PhoneNumber {
string number = 1;
int64 type = 2;
}
PhoneNumber phone = 3;
}
message成员编号，可以不从1开始，但是不能重复，不能使用19000 - 19999
repeated关键字
repeadted关键字类似与go中的切片，编译之后对应的也是go的切片，用法如下：
syntax = "proto3"; // 指定版本信息，不指定会报错
package pb; // 后期生成go文件的包名
// message为关键字，作用为定义一种消息类型
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
// 定义一个message
message PhoneNumber {
string number = 1;
int64 type = 2;
}
repeated PhoneNumber phone = 3;
}
默认值
解析数据时，如果编码的消息不包含特定的单数元素，则解析对象对象中的相应字段将设置为该字段的默认值
不同类型的默认值不同，具体如下：
enum关键字
在定义消息类型时，可能会希望其中一个字段有一个预定义的值列表
比如说，电话号码字段有个类型，这个类型可以是，home,work,mobile
我们可以通过enum在消息定义中添加每个可能值的常量来非常简单的执行此操作。示例如下：
syntax = "proto3"; // 指定版本信息，不指定会报错
package pb; // 后期生成go文件的包名
// message为关键字，作用为定义一种消息类型
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
// 定义一个message
message PhoneNumber {
string number = 1;
PhoneType type = 2;
}
repeated PhoneNumber phone = 3;
}
// enum为关键字，作用为定义一种枚举类型
enum PhoneType {
MOBILE = 0;
HOME = 1;
WORK = 2;
}
如上，enum的第一个常量映射为0，每个枚举定义必须包含一个映射到零的常量作为其第一个元素。这是因为：
必须有一个零值，以便我们可以使用0作为数字默认值。
零值必须是第一个元素，以便与proto2语义兼容，其中第一个枚举值始终是默认值。
enum还可以为不同的枚举常量指定相同的值来定义别名。如果想要使用这个功能必须将选项设置为true，负责编译器将报错。示例如下：
syntax = "proto3"; // 指定版本信息，不指定会报错
package pb; // 后期生成go文件的包名
// message为关键字，作用为定义一种消息类型
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
// 定义一个message
message PhoneNumber {
string number = 1;
PhoneType type = 2;
}
repeated PhoneNumber phone = 3;
}
// enum为关键字，作用为定义一种枚举类型
enum PhoneType {
// 如果不设置将报错
option allow_alias = true;
MOBILE = 0;
HOME = 1;
WORK = 2;
Personal = 2;
}
oneof关键字
如果有一个包含许多字段的消息，并且最多只能同时设置其中的一个字段，则可以使用oneof功能，示例如下：
message Person{
string name = 1; // 名字
int32 age = 2 ; // 年龄
//定义一个message
message PhoneNumber {
string number = 1;
PhoneType type = 2;
}
repeated PhoneNumber phone = 3;
oneof data{
string school = 5;
int32 score = 6;
}
}
定义RPC服务
如果需要将message与RPC一起使用，则可以在文件中定义RPC服务接口，protobuf编译器将根据你选择的语言生成RPC接口代码。示例如下：
//定义RPC服务
service HelloService {
rpc Hello (Person)returns (Person);
}
注意：默认protobuf编译期间，不编译服务，如果要想让其编译，需要使用gRPC
protobuf编译
编译器调用
protobuf 编译是通过编译器 protoc 进行的，通过这个编译器，我们可以把 .proto 文件生成 go,Java,Python,C++, Ruby或者C# 代码
可以使用以下命令来通过 .proto 文件生成go代码（以及grpc代码）
// 将当前目录中的所有 .proto文件进行编译生成go代码
protoc --go_out=http://www.jb51.net/jiaoben/ --go_opt=paths=source_relative *.proto
protobuf 编译器会把 .proto 文件编译成 .pd.go 文件
--go_out 参数
作用：指定go代码生成的基本路径
--go_opt 参数
提供了参数来为其指定参数，可以设置多个：
：生成的文件会按路径来生成，当然是在目录
例如，
如果未指定路径标志，这就是默认输出模式
：输出文件与输入文件放在相同的目录中
例如，一个输入文件会产生一个位于的输出文件。
：输出文件放在以 Go 包的导入路径命名的目录中，但是从输出文件名中删除了指定的目录前缀。
例如，输入文件 ，其导入路径为 并指定为前缀，结果会产生一个名为 的输出文件。
在module路径之外生成任何 Go 包都会导致错误，此模式对于将生成的文件直接输出到 Go 模块非常有用。
--proto_path 参数
使用示例：
protoc --proto_path=src --go_out=out --go_opt=paths=source_relative foo.proto bar/baz.proto
// 编译器将从 `src` 目录中读取输入文件 `foo.proto` 和 `bar/baz.proto`，并将输出文件 `foo.pb.go` 和 `bar/baz.pb.go` 写入 `out` 目录。如果需要，编译器会自动创建嵌套的输出子目录，但不会创建输出目录本身
使用grpc的go插件 安装proto-gen-go-grpc
在中，纯粹用来生成pb序列化相关的文件，不再承载gRPC代码生成功能。生成gRPC相关代码需要安装grpc-go相关的插件
// 安装protoc-gen-go-grpc
go install google.golang.org/grpc/cmd/protoc-gen-go-grpc@latest // 目前最新版是v1.3.0
生成grpc的go代码：
// 主要是--go_grpc_out参数会生成go代码
protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relative *.proto
--go-grpc_out 参数
作用：指定grpc go代码生成的基本路径
命令会产生的go文件：
--go-grpc_opt 参数
和类似，提供 来指定参数，并可以设置多个
和
用法：
// 它在--go_out加了plugin关键字，paths参数有两个选项，分别是 import 和 source_relative
--go_out=plugins=grpc,paths=import:. *.proto
用法：
// 它额外添加了参数--go-grpc_out以调用protoc-gen-go-grpc插件生成grpc代码
protoc --go_out=. --go_opt=paths=source_relative --go-grpc_out=. --go-grpc_opt=paths=source_relativ
到此这篇关于protobuf 详解的文章就介绍到这了,更多相关protobuf 详解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！
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