Google Protocol Buffers淺析（三）

feng0926 2013-08-06

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本文主要會介紹怎么使用Google Protocol的Lib來序列化我們的數(shù)據(jù)，方法很多種，本文只介紹其中的三種，其他的方法讀者可以通過自行研究摸索。但總的來說，序列化數(shù)據(jù)總的來說分為以下倆步：

1）使用數(shù)據(jù)源填充數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，無論數(shù)據(jù)源來自文件還是內(nèi)存還是標(biāo)準(zhǔn)輸入

2）利用Lib提供的序列化接口將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)序列化，然后存儲在內(nèi)存或者磁盤上

一、填充數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)，這兒的數(shù)據(jù)源可能來自磁盤上的一個文件或者內(nèi)存中存儲的一段數(shù)據(jù)或者來自標(biāo)準(zhǔn)輸入的數(shù)據(jù)。我們需要做的就是，將AddressBook這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各個字段填充。本例中是通過AddressBook提供的add_person函數(shù)來獲得一個Person的指針，從而對其進行填充，如下代碼所示：

    //地址簿數(shù)據(jù)定義
    AddressBook    addressBook;            
    
    //第一個聯(lián)系人的數(shù)據(jù)定義與初始化
    Person    *personMe  = addressBook.add_person();
    personMe->set_id(1);
    personMe->set_name("royen");    
    personMe->set_email("zwg19891129@163.com");
    personMe->set_unsure("19bf173a0e87ab");
    
    //第二個聯(lián)系人的數(shù)據(jù)定義與初始化
    Person  *personHim = addressBook.add_person();
    personHim->set_id(2);
    personHim->set_name("XXX");
    personHim->set_email("XXX@XXX.com");
    personHim->set_unsure("19bf173a0e87ab");
    
    //personMe的手機號碼數(shù)據(jù)定義與初始化
    Person_PhoneNumber *phoneNumberMobile = personMe->add_phone();
    phoneNumberMobile->set_number("15996110120");
    phoneNumberMobile->set_type(Person_PhoneType_MOBILE);
        
    //personMe的座機號碼數(shù)據(jù)定義與初始化
    Person_PhoneNumber *phoneNumberHome   = personMe->add_phone();
    phoneNumberHome->set_number("0256110120");
    phoneNumberHome->set_type(Person_PhoneType_HOME);

    //personHim的一個號碼數(shù)據(jù)定義與初始化
    Person_PhoneNumber *phoneNumberHim      = personHim->add_phone();
    phoneNumberHim->set_number("15996111111");    
    phoneNumberHim->set_type(Person_PhoneType_HOME);

很容易看出，上述代碼即在地址簿中添加了倆個聯(lián)系人，然后又分別填充各個聯(lián)系人的數(shù)據(jù)信息，通過上述代碼一個地址簿的數(shù)據(jù)便準(zhǔn)備好了。

二、序列化數(shù)據(jù)

其實通過看編譯器生成的AddressBook這個類所提供的方法名，既可以大致知道有哪些序列化的方式，如下所示：

從上圖可以看出，可利用序列化的方法很多，本文中主要使用SerializeToString、SerializeToCodedStream以及SerializeToOstream來完成序列化。

下面就分別就這幾種方式來介紹下：

1） SerializeToCodedStream方式

首先可以知道該函數(shù)的原型是bool SerializeToCodedStream(std::ostream *),所以使用該函數(shù)需要結(jié)合C++的fstream流，代碼如下：

    //方法一: 使用SerializePartialToOstream來序列化,注意ios::binary以二進制流寫入文件
    fstream  fserial("addressbook.data",ios::out | ios::trunc | ios::binary);    
    if (!addressBook.SerializePartialToOstream(&fserial))
    {
       cerr<<"Failed to serial address book data!\n";
       return;
    }
    cout<<"Serial address book data successfully!\n";
    fserial.close();
    fserial.clear();

可以看出，采用這種方法相當(dāng)?shù)谋憬?，而且也很簡潔，但有個缺點就是輸出到文件的編碼格式不好控制，所以可以使用下面介紹的這種方法。

2）SerializeToString方式

函數(shù)原型為bool SerializeToString(std::string* output) ,所以可以講填充在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AddressBook中的數(shù)據(jù)取出存到一個string對象中，然后再以二進制流的方式將其寫入到磁盤文件中，代碼如下：

    FILE    *g_AddressBook = fopen("addressbook.data","wb,ccs = UNICODE");
    if( NULL == g_AddressBook )
    {
        cerr<<"Create addressbook.data failed!\n";
        return ;
    }

    string    serialStream = "";
    if( !addressBook.SerializePartialToString(&serialStream) )
    {
        cerr<<"Failed to serial addressbook data!\n";
        return;
    }

    fwrite( serialStream.c_str(),sizeof(char),addressBook.ByteSize(),g_AddressBook);
    cout<<"serial address successfully!\n";
    if( g_AddressBook )
    {
        fclose(g_AddressBook);
        g_AddressBook = NULL;
    } 

上述代碼稍微繁瑣了點，但是也是一種序列化的方式，通過結(jié)合使用C庫中的文件操作函數(shù)，可以更方便的定制輸出文件。

3）SerializeToCodedStream方式

該方式主要指用到的google buffer的庫中提供的一組數(shù)據(jù)流操作對象，在使用這些對象之前需要引入一些頭文件，如下所示：

   #include <google/protobuf/io/zero_copy_stream_impl.h>
   #include <google/protobuf/io/zero_copy_stream.h>
   #include <google/protobuf/io/coded_stream.h> 
   using namespace::google::protobuf::io;

該方式也結(jié)合C庫的open與write函數(shù),序列化部分的代碼如下：

    int fd  = _open("addressbook.data", _O_WRONLY |_O_CREAT| _O_BINARY, _S_IREAD|_S_IWRITE);    
    if( -1 == fd )
    {
        cerr<<"Create addressbook.data failed!\n";
        return ;
    }
    char tmpArr[MAX_SIZE];
    memset(tmpArr,0,sizeof(tmpArr));
    ZeroCopyOutputStream *raw_output = new ArrayOutputStream(tmpArr,addressBook.ByteSize()+1);    
    CodedOutputStream* coded_output = new CodedOutputStream(raw_output);    
    if( !addressBook.SerializeToCodedStream( coded_output ))
    {
        cerr<<"Fail to serial addressbook data!\n";
        return;
    }    
    _write(fd,tmpArr,addressBook.ByteSize()+1);
    cout<<"serial address successfully!\n";
    delete coded_output;
    delete raw_output;        
    close(fd);    