高性能序列化工具Google Protobuf的使用

序列化指将对象转换成二进制数据，反序列化是指将二进制数据转换成对象。

常用的跨语言的序列化与反序列化工具有JSON，XML(XStream)，JBoss的Marshalling，Apache的Thrift，Google的ProtoBuf等，JAVA语言还有Serializable和自定义的Externalizable。

由于最近一个项目中有一个协议优化，将原本的XML方式改为一个压缩率高的方式，优先想到的是JSON，但最近一些公司的技术开源使得很多更好的工具出现了，Google开源的protobuf就一个相当优秀的工具，结合我的使用和测试，这里简单地介绍一下我是如何在JAVA环境下运用的。

首先要下载protobuf的工具包，包括protobuf-java和对应版本的protoc.exe文件，我是在maven的中央仓库里下的，CSDN里也有提供下载的地址。

然后就是编写proto文件，我写的demo如下：

option java_package = "com.vince.im.protocol";
option java_outer_classname = "BaseProtocol";
 
message SNMessage {
  optional string protocol = 1;
  required string version = 2;
  required string operation = 3;

  message Member {
  	  required string id = 1;
  	  optional string name = 2;
  }
  
  message Data {
          optional string type = 1;
          optional string auth = 2;
          optional string from = 3;
          optional string to = 4;
          optional string sender = 5;
          optional string sendate = 6;
          optional string conent = 7;
          optional string media = 8;
          optional string filename = 9;
          
          repeated Member members = 10;
  }
  
  repeated Data data = 4;
  
}

定义一个消息（message）类型
标量值类型
可选的（optional）字段以及默认值
枚举
使用其他消息类型
嵌套类型
更新一个消息类型
扩展
包（package）
定义服务（service）
选项（option）
生成访问类

最上面是申明生成JAVA文件的包名和类名，下面的SNMessage是定义的一个消息，string表示的是字符类型，required表示是必有项，optional则表示是可选项，后面的数字是指定的序列位置。

我写了一个bat文件用于生成对应的JAVA文件

cd E:\work\workspace\im
protoc.exe  --java_out=./src   ./Message.proto > out.txt

接下来就是如何用这个类进行序列化和反序列化了，序列化的代码如下：

    BaseProtocol.SNMessage.Member.Builder m = BaseProtocol.SNMessage.Member.newBuilder();
    m.setId("13075694");
    m.setName("Vince");
    BaseProtocol.SNMessage.Data.Builder d = BaseProtocol.SNMessage.Data.newBuilder();
    d.setAuth("123qweasd");
    d.setFilename("beauty");
    d.setFrom("13075694");
    d.setTo("13075695");
    d.setMedia("image");
    d.setConent("hello world test");
    d.setSendate("2014-09-09-09:53");
    d.setSender("vince");
    d.setType("text");
    d.addMembers(m);
    BaseProtocol.SNMessage.Builder snmessage = BaseProtocol.SNMessage.newBuilder();
    snmessage.setProtocol("snchat");
    snmessage.setVersion("1.0.0");
    snmessage.setOperation("1000");
    snmessage.addData(d);
    BaseProtocol.SNMessage s = snmessage.build();
    byte[] data = s.toByteArray()

反序列化如下：

    BaseProtocol.SNMessage s2 = BaseProtocol.SNMessage.parseFrom(data);

这里我做了一个用protobuf和json的对比，单次运行结果如下：

JSON encode time : 1699 ms
JSON decode time : 55 ms
292 Bytes
{"datas":[{"auth":"123qweasd","conent":"hello world test","filename":"beauty","from":"13075694","media":"image","members":[{"id":"13075694","name":"Vince"}],"sendate":"2014-09-09-09:53","sender":"vince","to":"13075695","type":"text"}],"operation":"1000","protocol":"snchat","version":"1.0.0"}
-----------------------
prtoBuf encode time : 192 ms
prtoBuf decode time : 7 ms
137 Bytes
protocol: "snchat"
version: "1.0.0"
operation: "1000"
data {
  type: "text"
  auth: "123qweasd"
  from: "13075694"
  to: "13075695"
  sender: "vince"
  sendate: "2014-09-09-09:53"
  conent: "hello world test"
  media: "image"
  filename: "beauty"
  members {
    id: "13075694"
    name: "Vince"
  }
}