protobuf能夠跨平臺提供輕量的序列化和反序列化，得益于其平臺無關的編碼格式，本文就介紹下其中的編碼格式。

Varints

在protobuf中大量使用到了Varints的編碼格式，這是一個可變長度的編碼格式用于編碼整形數字。
Varint的最小單位是byte，即8位，每byte第一位（msb）是標志位用于標記是否還有后續byte。

===1=== 0000 0001 ===300=== 1010 1100 0000 0010

上面300的例子首先讀入第一個字節發現第一位為1，表示還有后續byte，然后讀取后一個byte，第一位為0就判斷已經讀完，然后組裝數值將其余位數取出0101100 0000010，然后反轉并拼接成為000 0010-010 1100，這樣就組成了300。

其他類型

負數，sint與int

在protobuf的定義中sint和int似乎看上去是重復的，但其實這兩種類型的底層編碼式不同的。這里以-3為例：
-3使用int編碼會變成FD FF FF FF FF FF FF FF FF 01，首先這也是varint編碼去掉每個byte的首位標志位然后反轉順序就成了FF FF FF FF FF FF FF FD是-3的補碼。
而使用sint編碼會變成05，貌似和-3沒有關系，其實它是-3經過一個zigzag轉換而得來的。

Signed OriginalEncoded As

0	0
-1	1
1	2
-2	3
2147483647	4294967294
-2147483648	4294967295

這樣轉換可以大大減少負數的表示長度，所以建議在經常出現負數的地方使用sint而不是int可以縮短編碼的大小。

非varient數值

對于double/fixed64，float/fixed32會分別使用固定的64位或32位進行表示。

不定長數據類型

對于string，byte等類型，就使用這種類型，首先使用一個varint表示長度，之后是數據的內容，列入字符串aaa就是03 61 61 61 其中03表示長度為3，61是a的utf8編碼。值得注意的是，嵌套的message類型、repeat字段也都是使用這種形式進行編碼到對象中的。

message編碼

有了上面這些在準備，我們可以進入真正的消息的編碼了。protobuf中每個字段都是根據定義的tag來進行定位的，在序列化的數據中，每個字段首先是一個Varint用于標記tag，其中最后三位使用來標志該字段的數據類型。

TypeMeaningUsed For

0	Varint	int32, int64, uint32, uint64, sint32, sint64, bool, enum
1	64-bit	fixed64, sfixed64, double
2	Length-delimited	string, bytes, embedded messages, packed repeated fields
3	Start group	groups (deprecated)
4	End group	groups (deprecated)
5	32-bit	fixed32, sfixed32, float

前面的位數用于標志tag，例如0000 1000，去掉第一個標志位后三個類型位，就表示tag為1的字段。
對于repeat類型由于歷史原因，proto2中默認是將數組元素并排排列在內的例如[1,2,3]會保存成[08 01 08 02 08 03]。后來對repeat類型進行了改進引入packed在定義的后面加上packed：

repeated int32 int = 1 [packed=true];

這樣序列化的數據就成了0A 03 01 02 03，其中0A表示使用不定長編碼，之后03表示長度，接下來是數據,就這個例子就能節約1byte。packed只適用于varint或固定長度數值表示的字段,對于string或者嵌套類型不適用，在proto3中支持的類型默認會使用packed。

實例

syntax = "proto2"; message Person {required string name=1;required int32 age=2;repeated Address add=3; } message Address{required string add=1; } ---實例--- name: "MyName" age: 18 add {add: "MyAdd1" } add {add: "MyAdd2" } ---Hex--- 0A 06 4D 79 4E 61 6D 65 10 12 1A 08 0A 06 4D 79 41 64 64 31 1A 08 0A 06 4D 79 41 64 64 32 ---解釋--- 0A //變長類型tag為1的字符串 06 //name字段6 byte長度 4D 79 4E 61 6D 65 //MyName 10 //varint編碼tag為2 12 //18 1A //變長類型tag為3 08 //Adress 8 byte長度 0A //變長類型tag為1 06 //add字段6 byte長度 4D 79 41 64 64 31 //MyAdd1 1A //變長類型tag為3 08 //Adress 8 byte長度 0A //變長類型tag為1 06 //add字段6 byte長度 4D 79 41 64 64 32 //MyAdd2

轉載于:https://www.cnblogs.com/resentment/p/6617787.html

總結

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

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