前言

习惯用 Json、XML 数据存储格式的你们，相信大多都没听过Protocol Buffer
Protocol Buffer 其实是 Google出品的一种轻量 & 高效的结构化数据存储格式，性能比 Json、XML 真的强！太！多！

由于 Google出品，我相信Protocol Buffer已经具备足够的吸引力

今天，我将详细介绍Protocol Buffer在Android平台的具体使用

1. 定义

一种结构化数据的数据存储格式（类似于 XML、Json ）

Google 出品（开源）

Protocol Buffer 目前有两个版本：proto2 和 proto3

因为proto3 还是beta 版，所以本次讲解是 proto2

2. 作用

通过将结构化的数据进行串行化（ 序列化 ），从而实现 数据存储 / RPC 数据交换 的功能

序列化：将数据结构或对象转换成二进制串的过程

反序列化：将在序列化过程中所生成的二进制串转换成数据结构或者对象的过程

3. 特点

对比于常见的 XML、Json 数据存储格式，Protocol Buffer有如下特点：

4. 应用场景

传输数据量大 & 网络环境不稳定的 数据存储、RPC 数据交换 的需求场景

如即时IM （QQ、微信）的需求场景

总结

在 传输数据量较大 的需求场景下，Protocol Buffer比XML、Json 更小、更快、使用 & 维护更简单！

5. 使用流程

使用 Protocol Buffer 的流程如下：

今天主要讲解Protocol Buffer在Android平台的具体使用

6. 应用实例（Android平台）

具体步骤如下：

步骤1：将生成的代码文件放入到项目中

对于Android（Java）平台，即将编译.proto文件生成的Java包文件整个复制到 Android 项目中
放置路径： app/src/main/java的 文件夹里

步骤2：在 `Gradle` 添加 `Protocol Buffer` 版本依赖

    compile 'com.google.protobuf:protobuf-java:2.6.1'
    // 注：protobuf-java的版本 一定要和 安装protocobuffer的版本 一致

步骤3：具体在Android项目中使用

3.1 消息对象类介绍

通过.proto文件 转换的 Java源代码 = Protocol Buffer 类 + 消息对象类（含Builder内部类）

消息对象类是 Protocol Buffer 类的内部类

由于最常用的都是消息对象类和其内部类Builder类的方法&成员变量，所以此处主要讲解这两者。

3.1.1 消息对象类（`Message`类）

消息对象类类通过 二进制数组 写和读消息类型
使用方法包括：

    <-- 方式1：直接序列化和反序列化 消息 -->
    protocolBuffer.toByteArray()；
    // 序列化消息 并 返回一个包含它的原始字节的字节数组
    protocolBuffer.parseFrom(byte[] data)；
    // 从一个字节数组 反序列化（解析） 消息
    
    <-- 方式2：通过输入/ 输出流（如网络输出流） 序列化和反序列化消息 -->
    protocolBuffer.writeTo(OutputStream output)；
    output.toByteArray();
    // 将消息写入 输出流 ，然后再 序列化消息 
    
    protocolBuffer.parseFrom(InputStream input)；
    // 从一个 输入流 读取并 反序列化（解析）消息
    
    
    // 只含包含字段的getters方法
    // required string name = 1;
    public boolean hasName();// 如果字段被设置，则返回true
    public java.lang.String getName();
    
    // required int32 id = 2;
    public boolean hasId();
    public int getId();
    
    // optional string email = 3;
    public boolean hasEmail();
    public String getEmail();
    
    // repeated .tutorial.Person.PhoneNumber phone = 4;
    // 重复（repeated）字段有一些额外方法
    public List<PhoneNumber> getPhoneList();
    public int getPhoneCount();
    // 列表大小的速记
    // 作用：通过索引获取和设置列表的特定元素的getters和setters

常用的如上，更多请看官方文档

3.1.2 `Builder`类

作用：创建消息构造器 & 设置/ 获取消息对象的字段值 & 创建消息类实例

属于消息对象类的内部类

a. 创建消息构造器

    Demo.Person.Builder person = Person.newBuilder();

b. 设置/ 获取消息对象的字段值具体方法如下：

    // 标准的JavaBeans风格：含getters和setters
    // required string name = 1;
    public boolean hasName();// 如果字段被设置，则返回true
    public java.lang.String getName();
    public Builder setName(String value);
    public Builder clearName(); // 将字段设置回它的空状态
    
    // required int32 id = 2;
    public boolean hasId();
    public int getId();
    public Builder setId(int value);
    public Builder clearId();
    
    // optional string email = 3;
    public boolean hasEmail();
    public String getEmail();
    public Builder setEmail(String value);
    public Builder clearEmail();
    
    // repeated .tutorial.Person.PhoneNumber phone = 4;
    // 重复（repeated）字段有一些额外方法
    public List<PhoneNumber> getPhoneList();
    public int getPhoneCount();
    // 列表大小的速记
    // 作用：通过索引获取和设置列表的特定元素的getters和setters
    
    public PhoneNumber getPhone(int index);
    public Builder setPhone(int index, PhoneNumber value);
    
    public Builder addPhone(PhoneNumber value);
    // 将新元素添加到列表的末尾
    
    public Builder addAllPhone(Iterable<PhoneNumber> value);
    // 将一个装满元素的整个容器添加到列表中
    public Builder clearPhone();
    
    public Builder isInitialized() 
    // 检查所有 required 字段 是否都已经被设置
    
    public Builder toString() :
    // 返回一个人类可读的消息表示（用于调试）
    
    public Builder mergeFrom(Message other)
    // 将 其他内容 合并到这个消息中，覆写单数的字段，附接重复的。
    
    public Builder clear()
    // 清空所有的元素为空状态。

3.2 具体使用

使用步骤如下：
**步骤1：**通过消息类的内部类Builder类构造消息构造器
**步骤2：**通过消息构造器设置消息字段的值
**步骤3：**通过消息构造器创建消息类对象
**步骤4：**序列化 / 反序列化消息
具体使用如下：（注释非常清晰）

    public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
    
            // 步骤1:通过 消息类的内部类Builder类 构造 消息类的消息构造器
            Demo.Person.Builder personBuilder =  Demo.Person.newBuilder();
    
            // 步骤2:设置你想要设置的字段为你选择的值
            personBuilder.setName("Carson");// 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是required,所以必须赋值
            personBuilder.setId(123);// 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是required,所以必须赋值
            personBuilder.setEmail("carson.ho@foxmail.com"); // 在定义.proto文件时,该字段的字段修饰符是optional,所以可赋值 / 不赋值(不赋值时将使用默认值)
    
            Demo.Person.PhoneNumber.Builder phoneNumber =  Demo.Person.PhoneNumber.newBuilder();
            phoneNumber.setType( Demo.Person.PhoneType.HOME);// 直接采用枚举类型里的值进行赋值
            phoneNumber.setNumber("0157-23443276");
            // PhoneNumber消息是嵌套在Person消息里,可以理解为内部类
            // 所以创建对象时要通过外部类来创建
    
            // 步骤3:通过 消息构造器 创建 消息类 对象
            Demo.Person person = personBuilder.build();
    
            // 步骤4:序列化和反序列化消息(两种方式)
    
            /*方式1：直接 序列化 和 反序列化 消息 */
            // a.序列化
            byte[] byteArray1 = person.toByteArray();
            // 把 person消息类对象 序列化为 byte[]字节数组
            System.out.println(Arrays.toString(byteArray1));
            // 查看序列化后的字节流
          
            // b.反序列化
            try {
    
                Demo.Person person_Request = Demo.Person.parseFrom(byteArray1);
                // 当接收到字节数组byte[] 反序列化为 person消息类对象
    
                System.out.println(person_Request.getName());
                System.out.println(person_Request.getId());
                System.out.println(person_Request.getEmail());
                // 输出反序列化后的消息
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
           
    
            /*方式2：通过输入/ 输出流（如网络输出流） 序列化和反序列化消息 */
            // a.序列化
            ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
             try {
    
                person.writeTo(output);
                // 将消息序列化 并写入 输出流(此处用 ByteArrayOutputStream 代替)
    
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
    
            byte[] byteArray = output.toByteArray();
            // 通过 输出流 转化成二进制字节流
    
            // b. 反序列化
            ByteArrayInputStream input = new ByteArrayInputStream(byteArray);
            // 通过 输入流 接收消息流(此处用 ByteArrayInputStream 代替)
    
            try {
    
                Demo.Person person_Request = Demo.Person.parseFrom(input);
                // 通过输入流 反序列化 消息
    
                System.out.println(person_Request.getName());
                System.out.println(person_Request.getId());
                System.out.println(person_Request.getEmail());
                // 输出消息
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
                
        }
    }

Demo 地址

Carson_Ho的Github ：https://github.com/Carson-Ho/ProtocolBuffer

高级功能

贴心的Google还提供将Protocol Buff 编码方式转化为其他编码方式，如 Json、XML等等

即将 Protocol Buff 对象转化为其他编码方式的数据存储对象

下面展示的是将 Protocol Buff 对象转化为 Json对象

    // 步骤1：在Gradle加入依赖
    compile 'com.googlecode.protobuf-java-format:protobuf-java-format:1.4'
    
    // 步骤2：将`Protocol Buff` 对象 序列化 为 `Json`对象
    JsonFormat jsonFormat = new JsonFormat();  
    String person2json = jsonFormat.printToString(mProtoBuffer);

至此，关于Protocol Buffer的使用讲解完毕。

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阅读全文

Protocol Buffer 序列化

Google出品的序列化神器Protocol Buffer使用攻略

前言

目录

1. 定义

2. 作用

3. 特点

4. 应用场景

总结

5. 使用流程

6. 应用实例（Android平台）

步骤1：将生成的代码文件放入到项目中

步骤2：在 `Gradle` 添加 `Protocol Buffer` 版本依赖

步骤3：具体在Android项目中使用

3.1 消息对象类介绍

3.1.1 消息对象类（`Message`类）

3.1.2 `Builder`类

3.2 具体使用

Demo 地址

高级功能

Google出品的序列化神器Protocol Buffer使用攻略

前言

目录

1. 定义

2. 作用

3. 特点

4. 应用场景

总结

5. 使用流程

6. 应用实例（Android平台）

步骤1：将生成的 代码文件 放入到项目中

步骤2：在 Gradle 添加 Protocol Buffer 版本依赖

步骤3：具体在Android项目中使用

3.1 消息对象类介绍

3.1.1 消息对象类（Message类）

3.1.2 Builder类

3.2 具体使用

Demo 地址

高级功能

步骤1：将生成的代码文件放入到项目中

步骤2：在 `Gradle` 添加 `Protocol Buffer` 版本依赖

3.1.1 消息对象类（`Message`类）

3.1.2 `Builder`类