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编程问答

protocol buffer 使用

發布時間：2023/12/16 编程问答 29 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 protocol buffer 使用小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

1???概覽
- 1.1???什么是protocol buffer
- 1.2???他們如何工作
- 1.3???為什么不用XML?
- 1.4???聽起來像是為我的解決方案，如何開始?
- 1.5???一點歷史
2???語言指導
- 2.1???定義一個消息類型
- 2.2???值類型
- 2.3???可選字段與缺省值
- 2.4???枚舉
- 2.5???使用其他消息類型
- 2.6???嵌套類型
- 2.7???更新一個數據類型
- 2.8???擴展
- 2.9???包
- 2.10???定義服務
- 2.11???選項
- 2.12???生成你的類
3???代碼風格指導
- 3.1???消息與字段名
- 3.2???枚舉
- 3.3???服務
4???編碼
- 4.1???一個簡單的消息
- 4.2???基于128的Varints
- 4.3???消息結構
- 4.4???更多的值類型
- 4.5???內嵌消息
- 4.6???可選的和重復的元素
- 4.7???字段順序
5???ProtocolBuffer基礎：C++
6???ProtocolBuffer基礎：Java
7???ProtocolBuffer基礎：Python
- 7.1???為什么使用ProtocolBuffer?
- 7.2???哪里可以找到例子代碼
- 7.3???定義你的協議格式
- 7.4???編譯你的ProtocolBuffer
- 7.5???ProtocolBuffer API
  - 7.5.1???枚舉
  - 7.5.2???標準消息方法
  - 7.5.3???解析與串行化
- 7.6???寫消息
- 7.7???讀消息
- 7.8???擴展ProtocolBuffer
- 7.9???高級使用
8???參考概覽
9???C++代碼生成
10???C++ API
11???Java代碼生成
12???Java API
13???Python代碼生成
- 13.1???編譯器的使用
- 13.2???包
- 13.3???消息
- 13.4???字段
  - 13.4.1???簡單字段
  - 13.4.2???簡單消息字段
  - 13.4.3???重復字段
  - 13.4.4???重復消息字段
  - 13.4.5???枚舉類型
  - 13.4.6???擴展
- 13.5???服務
  - 13.5.1???接口
  - 13.5.2???存根(Stub)
14???Python API
15???其他語言

1???概覽

歡迎來到protocol buffer的開發者指南文檔，一種語言無關、平臺無關、擴展性好的用于通信協議、數據存儲的結構化數據串行化方法。

本文檔面向希望使用protocol buffer的Java、C++或Python開發者。這個概覽介紹了protocol buffer，并告訴你如何開始，你隨后可以跟隨編程指導( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/tutorials.html )深入了解protocol buffer編碼方式( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/encoding.html )。API參考文檔( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/overview.html )同樣也是提供了這三種編程語言的版本，不夠協議語言( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/proto.html )和樣式( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/style.html )指導都是編寫 .proto 文件。

1.1???什么是protocol buffer

ProtocolBuffer是用于結構化數據串行化的靈活、高效、自動的方法，有如XML，不過它更小、更快、也更簡單。你可以定義自己的數據結構，然后使用代碼生成器生成的代碼來讀寫這個數據結構。你甚至可以在無需重新部署程序的情況下更新數據結構。

1.2???他們如何工作

你首先需要在一個 .proto 文件中定義你需要做串行化的數據結構信息。每個ProtocolBuffer信息是一小段邏輯記錄，包含一系列的鍵值對。這里有個非常簡單的 .proto 文件定義了個人信息:

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; }

有如你所見，消息格式很簡單，每個消息類型擁有一個或多個特定的數字字段，每個字段擁有一個名字和一個值類型。值類型可以是數字(整數或浮點)、布爾型、字符串、原始字節或者其他ProtocolBuffer類型，還允許數據結構的分級。你可以指定可選字段，必選字段和重復字段。你可以在( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/proto.html )找到更多關于如何編寫 .proto 文件的信息。

一旦你定義了自己的報文格式(message)，你就可以運行ProtocolBuffer編譯器，將你的 .proto 文件編譯成特定語言的類。這些類提供了簡單的方法訪問每個字段(像是 query() 和 set_query() )，像是訪問類的方法一樣將結構串行化或反串行化。例如你可以選擇C++語言，運行編譯如上的協議文件生成類叫做 Person 。隨后你就可以在應用中使用這個類來串行化的讀取報文信息。你可以這么寫代碼:

Person person; person.set_name("John Doe"); person.set_id(1234); person.set_email("jdoe@example.com"); fstream.output("myfile",ios::out | ios::binary); person.SerializeToOstream(&output);

然后，你可以讀取報文中的數據:

fstream input("myfile",ios::in | ios:binary); Person person; person.ParseFromIstream(&input); cout << "Name: " << person.name() << endl; cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

你可以在不影響向后兼容的情況下隨意給數據結構增加字段，舊有的數據會忽略新的字段。所以如果使用ProtocolBuffer作為通信協議，你可以無須擔心破壞現有代碼的情況下擴展協議。

你可以在API參考( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/overview.html )中找到完整的參考，而關于ProtocolBuffer的報文格式編碼則可以在( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/encoding.html )中找到。

1.3???為什么不用XML?

ProtocolBuffer擁有多項比XML更高級的串行化結構數據的特性，ProtocolBuffer：

更簡單
小3-10倍
快20-100倍
更少的歧義
可以方便的生成數據存取類

例如，讓我們看看如何在XML中建模Person的name和email字段:

<person><name>John Doe</name><email>jdoe@example.com</email> </person>

對應的ProtocolBuffer報文則如下:

#ProtocolBuffer的文本表示 #這不是正常時使用的二進制數據 person {name: "John Doe"email: "jdoe@example.com" }

當這個報文編碼到ProtocolBuffer的二進制格式( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/encoding.html )時(上面的文本僅用于調試和編輯)，它只需要28字節和100-200ns的解析時間。而XML的版本需要69字節(除去空白)和 5000-10000ns的解析時間。

當然，操作ProtocolBuffer也很簡單:

cout << "Name: " << person.name() << endl; cout << "E-mail: " << person.email() << endl;

而XML的你需要:

cout << "Name: "<< person.getElementsByTagName("name")->item(0)->innerText()<< endl; cout << "E-mail: "<< person.getElementsByTagName("email")->item(0)->innerText()<< end;

當然，ProtocolBuffer并不是在任何時候都比XML更合適，例如ProtocolBuffer無法對一個基于標記文本的文檔建模，因為你根本沒法方便的在文本中插入結構。另外，XML是便于人類閱讀和編輯的，而ProtocolBuffer則不是。還有XML是自解釋的，而 ProtocolBuffer僅在你擁有報文格式定義的 .proto 文件時才有意義。

1.4???聽起來像是為我的解決方案，如何開始?

下載包( http://code.google.com/p/protobuf/downloads/ )，包含了Java、Python、C++的ProtocolBuffer編譯器，用于生成你需要的IO類。構建和安裝你的編譯器，跟隨README的指令就可以做到。

一旦你安裝好了，就可以跟著編程指導( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/tutorials.html )來選擇語言-隨后就是使用ProtocolBuffer創建一個簡單的應用了。

1.5???一點歷史

ProtocolBuffer最初是在Google開發的，用以解決索引服務器的請求、響應協議。在使用ProtocolBuffer之前，有一種格式用以處理請求和響應數據的編碼和解碼，并且支持多種版本的協議。而這最終導致了丑陋的代碼，有如:

if (version==3) {... }else if (version>4) {if (version==5) {...}... }

通信協議因此變得越來越復雜，因為開發者必須確保，發出請求的人和接受請求的人必須同時兼容，并且在一方開始使用新協議時，另外一方也要可以接受。

ProtocolBuffer設計用于解決這一類問題：

很方便引入新字段，而中間服務器可以忽略這些字段，直接傳遞過去而無需理解所有的字段。
格式可以自描述，并且可以在多種語言中使用(C++、Java等)

然而用戶仍然需要手寫解析代碼。

隨著系統的演化，他需要一些其他的功能：

自動生成編碼和解碼代碼，而無需自己編寫解析器。
除了用于簡短的RPC(Remote Procedure Call)請求，人們使用ProtocolBuffer來做數據存儲格式(例如BitTable)。
RPC服務器接口可以作為 .proto 文件來描述，而通過ProtocolBuffer的編譯器生成存根(stub)類供用戶實現服務器接口。

ProtocolBuffer現在已經是Google的混合語言數據標準了，現在已經正在使用的有超過48,162種報文格式定義和超過 12,183個 .proto 文件。他們用于RPC系統和持續數據存儲系統。

2???語言指導

本指導描述了如何使用ProtocolBuffer語言來定義結構化數據類型，包括 .proto 文件的語法和如何生成存取類。

這是一份指導手冊，一步步的例子使用文檔中的多種功能，查看入門指導( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/tutorials.html )選擇你的語言。

2.1???定義一個消息類型

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2.2???值類型

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2.3???可選字段與缺省值

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2.4???枚舉

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2.5???使用其他消息類型

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2.6???嵌套類型

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2.7???更新一個數據類型

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2.8???擴展

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2.9???包

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2.10???定義服務

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2.11???選項

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2.12???生成你的類

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3???代碼風格指導

本文檔提供了 .proto 文件的代碼風格指導。按照慣例，你將會，你將會生成一些便于閱讀和一致的ProtocolBuffer定義文件。

3.1???消息與字段名

使用駱駝風格的大小寫命名，即單詞首字母大寫，來做消息名。使用GNU的全部小寫，使用下劃線分隔的方式定義字段名:

message SongServerRequest {required string song_name=1; }

使用這種命名方式得到的名字如下:

C++:const string& song_name() {...}void set_song_name(const string& x) {...}Java:public String getSongName() {...}public Builder setSongName(String v) {...}

3.2???枚舉

使用駱駝風格做枚舉名，而用全部大寫做值的名字:

enum Foo {FIRST_VALUE=1;SECOND_VALUE=2; }

每個枚舉值最后以分號結尾，而不是逗號。

3.3???服務

如果你的 .proto 文件定義了RPC服務，你可以使用駱駝風格:

service FooService {rpc GetSomething(FooRequest) returns (FooResponse); }

4???編碼

本文檔描述了ProtocolBuffer的串行化二進制數據格式定義。你如果僅僅是在應用中使用ProtocolBuffer，并不需要知道這些，但是這些會對你定義高效的格式有所幫助。

4.1???一個簡單的消息

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4.2???基于128的Varints

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4.3???消息結構

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4.4???更多的值類型

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4.5???內嵌消息

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4.6???可選的和重復的元素

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4.7???字段順序

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5???ProtocolBuffer基礎：C++

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6???ProtocolBuffer基礎：Java

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7???ProtocolBuffer基礎：Python

本指南給Python程序員一個快速使用的ProtocolBuffer的指導。通過一些簡單的例子來在應用中使用ProtocolBuffer，它向你展示了如何：

定義 .proto 消息格式文件
使用ProtocolBuffer編譯器
使用Python的ProtocolBuffer編程接口來讀寫消息

這并不是一個在Python中使用ProtocolBuffer的完整指導。更多細節請參考手冊信息，查看語言指導( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/proto.html )，Python API( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/python/index.html )，和編碼手冊( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/encoding.html )。

7.1???為什么使用ProtocolBuffer?

下面的例子”地址本”應用用于讀寫人的聯系信息。每個人有name、ID、email，和聯系人電話號碼。

如何串行化和讀取結構化數據呢？有如下幾種問題：

使用Python的pickle，這是語言內置的缺省方法，不過沒法演化，也無法讓其他語言支持。
你可以發明一種數據編碼方法，例如4個整數”12:3-23:67″，這是簡單而靈活的方法，不過你需要自己寫解析器代碼，且只適用于簡單的數據。
串行化數據到XML。這種方法因為可讀性和多種語言的兼容函數庫而顯得比較吸引人，不過這也不是最好的方法，因為XML浪費空間是臭名昭著的，編碼解碼也很浪費時間。而XML DOM樹也是很復雜的。

ProtocolBuffer提供了靈活、高效、自動化的方法來解決這些問題。通過ProtocolBuffer，只需要寫一個 .proto 數據結構描述文件，就可以編譯到幾種語言的自動編碼解碼類。生成的類提供了setter和getter方法來控制讀寫細節。最重要的是 ProtocolBuffer支持后期擴展協議，而又確保舊格式可以兼容。

7.2???哪里可以找到例子代碼

源碼發行包中已經包含了，在”example”文件夾。

7.3???定義你的協議格式

想要創建你的地址本應用，需要開始于一個 .proto 文件。定義一個 .proto 文件很簡單：添加一個消息到數據結構，然后指定一個和一個類型到每一個字段，如下是本次例子使用的?addressbook.proto

package tutorial;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; }message AddressBook {repeated Person person=1; }

有如你所見的，語法類似于C++或Java。讓我們分塊理解他們。

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7.4???編譯你的ProtocolBuffer

現在已經擁有了 .proto 文件，下一步就是編譯生成相關的訪問類。運行編譯器?protoc編譯你的 .proto 文件。

如果還沒安裝編譯器則下載并按照README的安裝。

運行編譯器，指定源目錄和目標目錄，定位你的 .proto 文件到源目錄，然后執行: protoc -I=$SRC_DIR --python_out=$DST_DIR addressbook.proto

因為需要使用Python類，所以?–python_out?選項指定了特定的輸出語言。

這個步驟會生成?addressbook_pb2.py?到目標目錄。

7.5???ProtocolBuffer API

不像生成的C++和Java代碼，Python生成的類并不會直接為你生成存取數據的代碼。而是(有如你在?addressbook_pb2.py?中見到的)生成消息描述、枚舉、和字段，還有一些神秘的空類，每個對應一個消息類型:

class Person(message.Message):__metaclass__=reflection.GeneratedProtocolMessageTypeclass PhoneNumber(message.Message):__metaclass__=reflection.GeneratedProtocolMessageTypeDESCRIPTION=_PERSON_PHONENUMBERDESCRIPTOR=_PERSONclass AddressBook(message.Message):__metaclass__=reflection.GeneratedProtocolMessageTypeDESCRIPTOR=_ADDRESSBOOK

這里每個類最重要的一行是__metaclass__=reflection.GeneratedProtocolMessageType?。通過Python的元類機制工作，你可以把他們看做是生成類的模板。在載入時， GeneratedProtocolMessageType 元類使用特定的描述符創建Python方法。隨后你就可以使用完整的功能了。

最后就是你可以使用 Person 類來操作相關字段了。例如你可以寫:

import addressbook_pb2 person=addressbook_pb2.Person() person.id=1234 person.name="John Doe" person.email="jdoe@example.com" phone=person.phone.add() phone.number="555-4321" phone.type=addressbook_pb2.Person.HOME

需要注意的是這些賦值屬性并不是簡單的增加新字段到Python對象，如果你嘗試給一個 .proto 文件中沒有定義的字段賦值，就會拋出 AttributeError 異常，如果賦值類型錯誤會拋出 TypeError 。在給一個字段賦值之前讀取會返回缺省值:

person.no_such_field=1 #raise AttributeError person.id="1234" #raise TypeError

更多相關信息參考( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/python-generated.html )。

7.5.1???枚舉

枚舉在元類中定義為一些符號常量對應的數字。例如常量 addressbook_pb2.Person.WORK 擁有值2。

7.5.2???標準消息方法

每個消息類包含一些其他方法允許你檢查和控制整個消息，包括：

IsInitialized() ：檢查是否所有必須(required)字段都已經被賦值了。
__str__() ：返回人類可讀的消息表示，便于調試。
CopyFrom(other_msg) ：使用另外一個消息的值來覆蓋本消息。
Clear() ：清除所有元素的值，回到初識狀態。

這些方法是通過接口 Message 實現的，更多消息參考( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/python/google.protobuf.message.Message-class.html )。

7.5.3???解析與串行化

最后，每個ProtocolBuffer類有些方法用于讀寫消息的二進制數據( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/encoding.html )。包括：

SerializeToString() ：串行化，并返回字符串。注意是二進制格式而非文本。
ParseFromString(data) ：解析數據。

他們是成對使用的，提供二進制數據的串行化和解析。另外參考消息API參考( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/python/google.protobuf.message.Message-class.html )了解更多信息。

Note

ProtocolBuffer與面向對象設計

ProtocolBuffer類只是用于存取數據的，類似于C++中的結構體，他們并沒有在面向對象方面做很好的設計。如果你想要給這些類添加更多的行為，最好的方法是包裝(wrap)。包裝同樣適合于復用別人寫好的 .proto 文件。這種情況下，你可以把ProtocolBuffer生成類包裝的很適合于你的應用，并隱藏一些數據和方法，暴露有用的函數等等。?你不可以通過繼承來給自動生成的類添加行為。?這會破壞他們的內部工作機制。

7.6???寫消息

現在開始嘗試使用ProtocolBuffer的類。第一件事是讓地址本應用可以記錄聯系人的細節信息。想要做這些需要先創建聯系人實例，然后寫入到輸出流。

這里的程序從文件讀取地址本，添加新的聯系人信息，然后寫回新的地址本到文件。

#! /usr/bin/python import addressbook_pb2 import sys#這個函數使用用戶輸入填充聯系人信息 def PromptForAddress(person):person.id=int(raw_input("Enter person ID number: "))person.name=raw_input("Enter name: ")email=raw_input("Enter email address (blank for none): ")if email!="":person.email=emailwhile True:number=raw_input("Enter a phone number (or leave blank to finish): ")if number=="":breakphone_number=person.phone.add()phone_number.number=numbertype=raw_input("Is this a mobile, home, or work phone? ")if type=="mobile":phone_number.type=addressbook_pb2.Person.MOBILEelif type=="home":phone_number.type=addressbook_pb2.Person.HOMEelif type=="work":phone_number.type=addressbook_pb2.Person.WORKelse:print "Unknown phone type; leaving as default value."#主函數，從文件讀取地址本，添加新的聯系人，然后寫回到文件 if len(sys.argv)!=2:print "Usage:",sys.argv[0],"ADDRESS_BOOK_FILE"sys.exit(-1)address_book=addressbook_pb2.AddressBook()#讀取已經存在的地址本 try:f=open(sys.argv[1],"fb")address_book.ParseFromString(f.read())f.close() except OSError:print sys.argv[1]+": Count open file. Creating a new one."#添加地址 PromptFromAddress(address_book.person.add())#寫入到文件 f=open(sys.argv[1],"wb") f.write(address_book.SerializeToString()) f.close()

7.7???讀消息

當然，一個無法讀取的地址本是沒什么用處的，這個例子讀取剛才創建的文件并打印所有信息:

#! /usr/bin/pythonimport addressbook_pb2 import sys#遍歷地址本中所有的人并打印出來 def ListPeople(address_book):for person in address_book.person:print "Person ID:",person.idprint " Name:",person.nameif person.HasField("email"):print " E-mail:",person.emailfor phone_number in person.phone:if phone_number.type==addressbook_pb2.Person.MOBILE:print " Mobile phone #:",elif phone_number.type==addressbook_pb2.Person.HOME:print " Home phone #:",elif phone_number.type==addressbook_pb2.Person.WORK:print " Work phone #:",print phone_number.number#主函數，從文件讀取地址本 if len(sys.argv)!=2:print "Usage:",sys.argv[0],"ADDRESS_BOOK_FILE"sys.exit(-1)address_book=addressbook_pb2.AddressBook()#讀取整個地址本文件 f=open(sys.argv[1],"rb") address_book.ParseFromString(f.read()) f.close()ListPeople(address_book)

7.8???擴展ProtocolBuffer

在你發不了代碼以后，可能會想要改進ProtocolBuffer的定義。如果你想新的數據結構向后兼容，而你的舊數據可以向前兼容，那么你就找對了東西了，不過有些規則需要遵守。在新版本的ProtocolBuffer中：

必須不可以改變已經存在的標簽的數字。
必須不可以增加或刪除必須(required)字段。
可以刪除可選(optional)或重復(repeated)字段。
可以添加新的可選或重復字段，但是必須使用新的標簽數字，必須是之前的字段所沒有用過的。

這些規則也有例外( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/proto.html#updating )，不過很少使用。

如果你遵從這些規則，舊代碼會很容易的讀取新的消息，并簡單的忽略新的字段。而對舊的被刪除的可選字段也會簡單的使用他們的缺省值，被刪除的重復字段會自動為空。新的代碼也會透明的讀取舊的消息。然而，需要注意的是新的可選消息不會在舊的消息中顯示，所以你需要使用 has_ 嚴格的檢查他們是否存在，或者在 .proto 文件中提供一個缺省值。如果沒有缺省值，就會有一個類型相關的默認缺省值：對于字符串就是空字符串；對于布爾型則是false；對于數字類型默認為0。同時要注意的是如果你添加了新的重復字段，你的新代碼不會告訴你這個字段為空(新代碼)也不會，也不會(舊代碼)包含 has_ 標志。

7.9???高級使用

ProtocolBuffer不僅僅提供了數據結構的存取和串行化。查看Python API參考( http://code.google.com/apis/protocolbuffers/docs/reference/python/index.html )了解更多功能。

一個核心功能是通過消息類的映射(reflection)提供的。你可以通過它遍歷消息的所有字段，和管理他們的值。關于映射的一個很有用的地方是轉換到其他編碼，如XML或JSON。一個使用映射的更高級的功能是尋找同類型兩個消息的差異，或者開發出排序、正則表達式等功能。使用你的創造力，還可以用ProtocolBuffer實現比你以前想象的更多的問題。

映射是通過消息接口提供的。

8???參考概覽

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9???C++代碼生成

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10???C++ API

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11???Java代碼生成

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12???Java API

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13???Python代碼生成

本頁提供了Python生成類的相關細節。你可以在閱讀本文檔之前查看語言指導。

Python的ProtocolBuffer實現與C++和Java的略有不同，編譯器只輸出構建代碼的描述符來生成類，而由Python的元類來執行工作。本文檔描述了元類開始生效以后的東西。

13.1???編譯器的使用

ProtocolBuffer通過編譯器的?–python_out=?選項來生成Python的相關類。這個參數實際上是指定輸出的Python類放在哪個目錄下。編譯器會為每個 .proto 文件生成一個對應的 .py 文件。輸出文件名與輸入文件名相關，不過有兩處修改：

擴展名 .proto 改為 .py 。
路徑名的修改。

如果你按照如下調用編譯器:

protoc --proto_path=src --python_out=build/gen src/foo.proto src/bar/baz.proto

編譯器會自動讀取兩個 .proto 文件然后產生兩個輸出文件。在需要時編譯器會自動創建目錄，不過?–python_out?指定的目錄不會自動創建。

需要注意的是，如果 .proto 文件名或路徑包含有無法在Python中使用的模塊名(如連字符)，就會被自動轉換為下劃線。所以文件?foo-bar.proto?會變成?foo_bar_pb2.py?。

Note

在每個文件后綴的?_pb2.py?中的2代表ProtocolBuffer版本2。版本1僅在Google內部使用，但是你仍然可以在以前發布的一些代碼中找到它。自動版本2開始，ProtocolBuffer開始使用完全不同的接口了，從此Python也沒有編譯時類型檢查了，我們加上這個版本號來標志Python文件名。

13.2???包

Python代碼生成根本不在乎包的名字。因為Python使用目錄名來做包名。

13.3???消息

先看看一個簡單的消息聲明:

message Foo {}

ProtocolBuffer編譯器會生成類Foo，它是 google.protobuf.Message 的子類。這個實體類，不含有虛擬方法。不像C++和Java，Python生成類對優化選項不感冒；實際上Python的生成代碼已經為代碼大小做了優化。

你不能繼承Foo的子類。生成類被設計不可以被繼承，否則會被打破一些設計。另外，繼承本類也是不好的設計。

Python的消息類沒有特定的公共成員，而是定義接口，極其嵌套的字段、消息和枚舉類型。

一個消息可以在另外一個消息中聲明，例如?message Foo { message Bar {}}?。在這種情況下，Bar類定義為Foo的一個靜態成員，所以你可以通過 Foo.Bar 來引用。

13.4???字段

對于消息類型中的每一個字段，都有對應的同名成員。

13.4.1???簡單字段

如果你有一個簡單字段(包括可選的和重復的)，也就是非消息字段，你可以通過簡單字段的方式來管理，例如foo字段的類型是int32，你可以:

message.foo=123 print message.foo

注意設置foo的值，如果類型錯誤會拋出TypeError。

如果foo在賦值之前就讀取，就會使用缺省值。想要檢查是否已經賦值，可以用 HasField() ，而清除該字段的值用 ClearField() 。例如:

assert not message.HasField("foo") message.foo=123 assert message.HasField("foo") message.ClearField("foo") assert not message.HasField("foo")

13.4.2???簡單消息字段

消息類型工作方式略有不同。你無法為一個嵌入消息字段賦值。而是直接操作這個消息的成員。因為實例化上層消息時，其包含的子消息同時也實例化了，例如定義:

message Foo {optional Bar bar=1; }message bar {optional int32 i=1; }

你不可以這么做，因為不能做消息類型字段的賦值:

foo=Foo() foo.bar=Bar() #WRONG!

而是可以直接對消息類型字段的成員賦值:

foo=Foo() assert not foo.HasField("bar") foo.bar.i=1 assert foo.HasField("bar")

注意簡單的讀取消息類型字段的未賦值成員只不過是打印其缺省值:

foo=Foo() assert not foo.HasField("bar") print foo.bar.i #打印i的缺省值 assert not foo.HasField("bar")

13.4.3???重復字段

重復字段表現的像是Python的序列類型。如果是嵌入的消息，你無法為字段直接賦值，但是你可以管理。例如給定的定義:

message Foo {repeated int32 nums=1; }

你就可以這么做:

foo=Foo() foo.nums.append(15) foo.nums.append(32) assert len(foo.nums)==2 assert foo.nums[0]==15 assert foo.nums[1]==32 for i in foo.nums:print i foo.nums[1]=56 assert foo.nums[1]==56

作為一種簡單字段，清除該字段必須使用 ClearField() 。

13.4.4???重復消息字段

重復消息字段工作方式與重復字段很像，除了 add() 方法用于返回新的對象以外。例如如下定義:

message Foo {repeated Bar bar=1; }message Bar {optional int32 i=1; }

你可以這么做:

foo=Foo() bar=foo.bars.add() bar.i=15 bar=foo.bars.add() bar.i=32 assert len(foo.bars)==2 assert foo.bars[0].i==15 assert foo.bars[1].i==32 for bar in foo.bars:print bar.i foo.bars[1].i=56 assert foo.bars[1].i==56

13.4.5???枚舉類型

@waiting …

13.4.6???擴展

@waiting …

13.5???服務

13.5.1???接口

一個簡單的接口定義:

service Foo {rpc Bar(FooRequest) returns(FooResponse); }

ProtocolBuffer的編譯器會生成類 Foo 來展示這個服務。 Foo 將會擁有每個服務定義的方法。在這種情況下 Bar 方法的定義是:

def Bar(self,rpc_controller,request,done)

參數等效于 Service.CallMethod() ，除了隱含的 method_descriptor 參數。

這些生成的方法被定義為可以被子類重載。缺省實現只是簡單的調用 controller.SetFailed() 而拋出錯誤信息告之尚未實現。然后調用done回調。在實現你自己的服務時，你必須繼承生成類，然后重載各個接口方法。

Foo繼承了 Service 接口。ProtocolBuffer編譯器會自動聲響相關的實現方法：

GetDescriptor ：返回服務的 ServiceDescriptor 。
CallMethod ：檢測需要調用哪個方法，并且直接調用。
GetRequestClass 和 GetResponseClass ：返回指定方法的請求和響應類。

13.5.2???存根(Stub)

ProtocolBuffer編譯器也會為每個服務接口提供一個存根實現，用于客戶端發送請求到服務器。對于Foo服務，存根實現是 Foo_Stub 。

Foo_Stub 是Foo的子類，他的構造器是一個 RpcChannel 。存根會實現調用每個服務方法的 CallMethod() 。

ProtocolBuffer哭并不包含RPC實現。然而，它包含了你構造服務類的所有工具，不過選擇RPC實現則隨你喜歡。你只需要提供 RpcChannel 和 RpcController 的實現即可。

14???Python API

@waiting …

15???其他語言

http://www.cppblog.com/liquidx

總結

以上是生活随笔為你收集整理的protocol buffer 使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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