protocolbuffer（Protocol Buffer：高效的数据交换格式）

Protocol Buffer（简称protobuf）是一种轻量级高效的数据交换格式，以二进制方式存储和传输数据。与XML和JSON相比，protobuf在数据传输、存储效率和序列化时间上都有更好的表现。本文将介绍protobuf的特点、使用方法和应用场景。

特点

1.高效性

protobuf使用二进制方式存储和传输数据，相比于XML和JSON，其存储和传输效率更高、更节省带宽，因为它不需要对于数据的标签或字段进行重复的解析。此外，其序列化和反序列化速度也更快。

2.可扩展性

protobuf的消息格式可以定义为各种嵌套和可重复的数据结构。它支持在不中断旧客户端的情况下向消息中添加新的字段，从而使升级过程更加简单。

3.语言无关性

protobuf定义消息格式的方式是使用独立于语言的IDL（Interface Description Language）文件，这使得消息格式可以跨多种语言使用。Google已经针对多种编程语言提供了多种protobuf实现。

4.可读性

与XML和JSON等人类可读的数据格式相比，protobuf不太容易阅读，但您仍然可以查看数据类型和字段名称，以及对于每个字段值的大小进行预处理，这也是一个重要的优势。

使用方法

1.编写.proto文件

使用protobuf需要先定义消息格式。要定义消息格式，您需要声明每个消息的字段。这是通过编写.proto文件实现的。.proto文件是protobuf定义文件，它声明了消息格式，其中包含每个消息的名称，以及其包含的字段。

2.生成数据访问类

在定义了消息格式之后，您可以使用protobuf编译器将.proto文件编译为不同语言的数据访问类。通常，protobuf支持Java、C++、Python、Go等多种语言。

3.将对象序列化

在.protobuf中，将消息序列化为二进制数据非常简单，只需调用序列化方法即可将对象转换为二进制格式，以进行网络传输或文件存储。

4.将对象反序列化

反序列化是将二进制数据转换回消息对象的过程。反序列化的代码是非常直截了当的。

应用场景

1.分布式系统间通信

protobuf在分布式系统间通信中的应用非常广泛。protobuf的高效性，可扩展性，语言无关性，使它成为分布式系统间通信的理想选择。例如，Google内部的多个服务都在使用protobuf进行数据交互。

2.存储结构化数据

protobuf可以用于存储结构化数据，包括用户配置文件、日志文件、搜索索引和更多其他数据类型。protobuf提供了紧凑的编码格式，可以在存储数据时最大化存储空间，从而减少磁盘和服务器成本。

3.嵌入式设备中

protobuf的轻量级和高效性使得它在移动和嵌入式领域应用广泛。在与硬件资源有限的场景下，protobuf可以帮助我们更好地管理流量、存储空间和CPU使用率。

综上，protobuf作为高效的数据交换格式，在各种场景下都有着广泛的应用，而其高效性、可扩展性、语言无关性，使其成为数据交换的理想选择。