Protocol Buffers（ProtoBuf）的详细使用示例

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1. 什么是 ProtoBuf？

Protocol Buffers（简称 ProtoBuf）是 Google 开发的一种高效、可扩展的序列化协议，比 JSON、XML 更快、更小，适用于跨语言的数据传输。

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2. 示例目标

我们将：

1. 定义一个 Person 消息，包含 id、name 和 email。
2. 使用 Java 代码序列化 Person 对象到文件。
3. 从文件中反序列化 Person 对象，并打印结果。

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3. 安装 Protocol Buffers

1. 下载 protoc 编译器

   • 访问 Protocol Buffers Releases，下载适合你操作系统的 protoc 可执行文件。
   • 解压后，把 protoc 加入环境变量。

2. 添加 Java Protobuf 依赖 如果你使用 Maven，在 pom.xml 添加：

   <dependencies>
       <dependency>
           <groupId>com.google.protobuf</groupId>
           <artifactId>protobuf-java</artifactId>
           <version>3.24.0</version>
       </dependency>
   </dependencies>

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4. 编写 .proto 文件

创建 person.proto：

syntax = "proto3";  // 使用 proto3 语法
package tutorial;    // 包名

message Person {
  int32 id = 1;        // ID
  string name = 2;     // 姓名
  string email = 3;    // 邮箱
}

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5. 生成 Java 代码

在 person.proto 文件所在目录运行：

protoc --java_out=./src/main/java person.proto

这将在 src/main/java/tutorial/ 目录下生成 Person.java。

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6. 编写 Java 代码

6.1 序列化 Person 对象

创建 PersonSerialize.java：

import tutorial.Person;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;

public class PersonSerialize {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建 Person 对象
        Person person = Person.newBuilder()
                .setId(1001)
                .setName("Alice")
                .setEmail("alice@example.com")
                .build();

        // 2. 序列化到文件
        try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream("person.dat")) {
            person.writeTo(fos);
            System.out.println("Person 对象已序列化到 person.dat 文件");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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6.2 反序列化 Person 对象

创建 PersonDeserialize.java：

import tutorial.Person;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class PersonDeserialize {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileInputStream fis = new FileInputStream("person.dat")) {
            // 1. 反序列化
            Person person = Person.parseFrom(fis);

            // 2. 打印对象内容
            System.out.println("反序列化后的 Person:");
            System.out.println("ID: " + person.getId());
            System.out.println("Name: " + person.getName());
            System.out.println("Email: " + person.getEmail());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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7. 运行代码

7.1 执行序列化

运行：

javac -cp "protobuf-java-3.24.0.jar" -d . PersonSerialize.java
java -cp ".:protobuf-java-3.24.0.jar" PersonSerialize

输出：

Person 对象已序列化到 person.dat 文件

生成 person.dat，这是二进制数据，不是可读的。

7.2 执行反序列化

运行：

javac -cp "protobuf-java-3.24.0.jar" -d . PersonDeserialize.java
java -cp ".:protobuf-java-3.24.0.jar" PersonDeserialize

输出：

反序列化后的 Person:
ID: 1001
Name: Alice
Email: alice@example.com

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8. 结论

• ProtoBuf 可以高效地序列化和反序列化数据。
• 它的二进制格式比 JSON、XML 更紧凑。
• 可以跨语言使用（C++、Python、Go、Java）。

如果有问题，可以继续讨论！🚀