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Protobuf和FlatBuffers以及ByteBuffer的應(yīng)用

Protobuf版本號:3.1.0
FlatBuffers版本號:1.4.0



Protobuf

首先來一發(fā)pb3的IDL代碼Helloworld.proto
syntax = "proto2";

package proto.helloworld;

message HelloWorld
{
    required int32 id = 1;        // id
    required string str = 2;    // str
    optional int32 opt = 3;        // optional field
}

使用命令行或者編寫一個(gè)bat批處理文件
@set path=..\..\..\..\third_party\protobuf\bin\release;%path%
@cls

:: /////////////////////////////////////////////////////////////
::
:: 編譯Protobuf協(xié)議
::
:: /////////////////////////////////////////////////////////////
protoc --version

protoc --cpp_out=../ ./Helloworld.proto

pause
執(zhí)行以上的批處理文件,將會(huì)在其目錄的上一層目錄下生成兩個(gè)源碼文件:Helloworld.pb.h和Helloworld.pb.cc.
將生成的這倆文件拖進(jìn)工程里面去,至于vc的StdAfx,預(yù)編譯頭的問題,很好解決.在cc文件上點(diǎn)右鍵->屬性->C/C++->預(yù)編譯頭->預(yù)編譯頭(不使用預(yù)編譯頭),這事兒就妥妥的解決了.

以下列舉序列化到三種目標(biāo)里去的實(shí)例
1.std::string
void testString()
{
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 編碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    proto::helloworld::HelloWorld msg_encode;
    msg_encode.set_id(10086);
    msg_encode.set_str("hello world");
    msg_encode.set_opt(10000);

    std::string str_data;
    bool encode_ok = msg_encode.SerializeToString(&str_data);
    ASSERT(encode_ok);

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 解碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    proto::helloworld::HelloWorld msg_decode;
    bool decode_ok = msg_decode.ParseFromString(str_data);
    ASSERT(decode_ok);
    size_t n = str_data.length();

    ASSERT(msg_decode.id() == 10086);
    ASSERT(msg_decode.str().compare("hello world") == 0);
    ASSERT(msg_decode.opt() == 10000);
}

2.ByteArray(char [])
void testByteArray()
{
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 編碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    proto::helloworld::HelloWorld msg_encode;
    msg_encode.set_id(10086);
    msg_encode.set_str("hello world");
    msg_encode.set_opt(10000);

    char msg_buf[1024];
    ZeroMemory(msg_buf, sizeof(msg_buf));
    bool encode_ok = msg_encode.SerializeToArray(msg_buf, sizeof(msg_buf));
    ASSERT(encode_ok);
    int encode_size = msg_encode.ByteSize();

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 解碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    proto::helloworld::HelloWorld msg_decode;
    bool decode_ok = msg_decode.ParseFromArray(msg_buf, encode_size);
    ASSERT(decode_ok);

    ASSERT(msg_decode.id() == 10086);
    ASSERT(msg_decode.str().compare("hello world") == 0);
    ASSERT(msg_decode.opt() == 10000);
}

3.std::fstream
void testStream()
{
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 編碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    proto::helloworld::HelloWorld msg_encode;
    msg_encode.set_id(10086);
    msg_encode.set_str("hello world");
    msg_encode.set_opt(10000);

    std::fstream output("./msg_bin", std::ios::out | std::ios::trunc | std::ios::binary);
    bool encode_ok = msg_encode.SerializeToOstream(&output);
    ASSERT(encode_ok);
    output.close();

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 解碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    std::fstream input("./msg_bin", std::ios::in | std::ios::binary);
    proto::helloworld::HelloWorld msg_decode;
    bool decode_ok = msg_decode.ParseFromIstream(&input);
    ASSERT(decode_ok);

    ASSERT(msg_decode.id() == 10086);
    ASSERT(msg_decode.str().compare("hello world") == 0);
    ASSERT(msg_decode.opt() == 10000);
}
以上就是ProtoBuf的基本用法了.


FlatBuffers

FlatBuffers支持將ProtoBuf的IDL轉(zhuǎn)換為自己的IDL,只需要簡單的一行命令:
flatc.exe --proto Helloworld.proto
該命令將會(huì)生成一個(gè)FlatBuffers的IDL文件:Helloworld.fbs.

Helloworld.fbs它看起來像是這樣的:
// Generated from Helloworld.proto

namespace fbs.helloworld;

table HelloWorld {
  id:int = 0 (id: 0);
  str:string (required, id: 1);
  opt:int = 0 (id: 2);
}

// 定義之后將會(huì)提供GetHelloWorld,VerifyHelloWorldBuffer,FinishHelloWorldBuffer三個(gè)方法.
root_type HelloWorld;
這是我基于生成的IDL修改過的.

我們可以用下面這個(gè)bat去生成代碼:
flatc.exe --cpp -o ../ Helloworld.fbs
pause
執(zhí)行之后,它將在當(dāng)前目錄的上一層目錄下生成一個(gè)代碼文件:Helloworld_generated.h

使用方法大概是這樣的:
void testFlatBuffer()
{
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 編碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    flatbuffers::FlatBufferBuilder builder;

    int32_t id = 10086;
    const char *str = "hello world";
    int32_t opt = 10000;

#if 0
    auto strName = builder.CreateString(str);
    auto root = fbs::helloworld::CreateHelloWorld(builder, id, strName, opt);
#else
    auto root = fbs::helloworld::CreateHelloWorldDirect(builder, id, str, opt);
#endif

#if 0
    builder.Finish(root);
#else
    FinishHelloWorldBuffer(builder, root);
#endif

    auto p = builder.GetBufferPointer();
    auto sz = builder.GetSize();

    auto bufferpointer =
        reinterpret_cast<const char *>(builder.GetBufferPointer());
    std::string buffer;
    buffer.assign(bufferpointer, bufferpointer + builder.GetSize());
    size_t n = buffer.length();

    builder.ReleaseBufferPointer();

    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 解碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#if 0
    auto decode = flatbuffers::GetRoot<proto::helloworld::HelloWorld>(buffer.c_str());
#else
    auto decode = fbs::helloworld::GetHelloWorld(buffer.c_str());
#endif
    assert(decode->id() == 10086);
    assert( strcmp(decode->str()->c_str(), "hello world") == 0);
    assert(decode->opt() == 10000);
}



ByteBuffer
關(guān)于這個(gè)嘛,看以前的文章:http://www.shnenglu.com/tx7do/archive/2015/06/12/145865.html
協(xié)議定義如下:
#include "ByteBuffer.h"

// 聲明序列化
#define NET_APPEND(STRUCT_TYPE)\
    static ByteBuffer& operator<<(ByteBuffer& lht, const STRUCT_TYPE& rht)

// 聲明解序列化
#define NET_READ(STRUCT_TYPE)\
    static const ByteBuffer& operator>>(const ByteBuffer& lht, STRUCT_TYPE& rht)

namespace bb
{
    namespace helloworld
    {

        struct CMD_HelloWorld
        {

            int32            id;        // id
            std::string        str;    // str
            int32            opt;    // optional field

            CMD_HelloWorld()
            {
                this->id = 0;
                this->opt = 0;
                this->str.clear();
            }
        };
        NET_APPEND(CMD_HelloWorld)
        {
            lht << rht.id
                << rht.str
                << rht.opt;
            return lht;
        };
        NET_READ(CMD_HelloWorld)
        {
            lht >> rht.id
                >> rht.str
                >> rht.opt;
            return lht;
        };


    }
}
使用的代碼是這樣的:
void testByteBuffer()
{
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 編碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    bb::helloworld::CMD_HelloWorld msg_encode;
    msg_encode.id = 10086;
    msg_encode.str = "hello world";
    msg_encode.opt = 10000;

    ByteBuffer sendBuffer;
    sendBuffer.clear();
    sendBuffer << msg_encode;
    
    auto p = sendBuffer.contents();
    auto sz = sendBuffer.size();
    
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    // 解碼
    //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    ByteBuffer recvBuffer;
    recvBuffer.clear();
    recvBuffer.append((uint8*)p, sz);
        bb::helloworld::CMD_HelloWorld msg_decode;
    recvBuffer >> msg_decode;

    assert(msg_decode.id == 10086);
    assert(strcmp(msg_decode.str.c_str(), "hello world") == 0);
    assert(msg_decode.opt == 10000);
}


總結(jié)
相比PB來說,FBS不需要額外的指定一個(gè)外部的緩存,它內(nèi)置了一個(gè)緩存,大概這就是它快的緣故吧.
序列化之后的空間占用結(jié)果是:protobuf:19 flatbuffers:48 bytebuffer:20.
從空間上看,FBS是并不占優(yōu)啊.
以前,一直使用的是ByteBuffer,因?yàn)楹唵?而且無論是從空間上還是時(shí)間上都還算劃算.但是要手寫序列化的代碼,相對來說,比較煩人.所以還是PB,FBS這樣的利用IDL自動(dòng)生成代碼的方式方便.
PB現(xiàn)在支持幾乎所有語言,是一個(gè)相當(dāng)成熟的解決方案了.
FBS就目前來說,支持的語言并不多,官方只支持:C++,Java,C#,Go,Python,JS,C,PHP,Ruby.
PB的IDL各大編輯器幾乎都支持它的語法染色,然而FBS卻并沒有,這個(gè)看起來也很讓人蛋疼.
PB相對慢,但是空間占用小,它更適合外網(wǎng)傳輸,并且對時(shí)間并不是那么要求高的應(yīng)用;
FBS相對快,但是空間占用較大,它在RPC,內(nèi)網(wǎng)傳輸,以及對時(shí)間要求很高的場景上會(huì)很適合,在手機(jī)登移動(dòng)平臺(tái)下,計(jì)算性能不高的場景下也是適合的.
總的來說,我要做網(wǎng)游的通訊協(xié)議,還是PB更加的適合.
FBS更適合的是Android,iOS這樣的移動(dòng)平臺(tái),因?yàn)樗鼈儗π阅芤蟊容^高,使用FBS能夠有效的提高性能.

posted on 2016-11-20 15:22 楊粼波 閱讀(2829) 評論(0)  編輯 收藏 引用

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