Protobuf详解

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Python使用方式

参考：menghaocheng/hello_protobuf: python如何使用protobuf3 (github.com)

步骤：

下载protoc（protocol compiler）
编写.proto文件
编译（生成xxxx_pb2.py）
引用xxxx_pb2.py：存储、读取数据

1.下载protoc

下载地址：https://github.com/google/protobuf/releases

根据自己的平台下载对应的编译器，如win10-64位：

解压到指定目录下：

设置环境变量，使在任何地方可以使用protoc指令：

测试protoc：新打开一个命令行：输入protoc --version，如果将输出版本号，说明protoc安装好了

protoc-21.12-osx-x86_64对应的版本是3.19.1

2.编写.proto协议文件

新建一个hello_protobuf文件夹，并用pycharm打开该文件夹。

新建协议文件：在hello_protobuf/protobuf/目录下手动创建addressbook.proto文件

syntax = "proto3";
 
message Person {
  string name = 1;
  int32 id = 2;
  string email = 3;
 
  enum PhoneType {
    MOBILE = 0;     //私人手机
    HOME = 1;       //家庭电话
    WORK = 2;       //工作电话
  }
 
  message PhoneNumber {
    string number = 1;
    PhoneType type = 2;
  }
 
  repeated PhoneNumber phones = 4;
}
 
message AddressBook {
  repeated Person people = 1;
}

解释：

syntax = "proto3"; 指定正在使用 proto3 语法，否则 protobuf 将默认使用的是 proto2。这个指定语法行必须是文件的非空非注释的第一个行。
package Test; 包申明，指定命名空间（C# 中）。对于 Python，这个包声明符是被忽略的，因为Python模块是按照其在文件系统中的位置进行组织的。
message 是关键字，定义结构化数据。
等号后面的数字是字段唯一编号（注意不是字段的值），用于二进制格式消息中标识字段。

protoc 是 protobuf 自带的编译器，可以将 .proto 文件编译成 java、python、go、C# 等多种语言的代码，直接引用。

3.编译Protocol buffer

打开命令行，cd到hello_protobuf/protobuf/下，执行

protoc --python_out=./ addressbook.proto

或者在任意位置执行：

protoc -I=F:\hello_protobuf\protobuf --python_out=F:\hello_protobuf\protobuf addressbook.proto

编译命令说明：

-I：表示源文件（.proto 文件）所在文件夹路径。
--python_out：表示目标语言为 python，且指定生成的 .py 文件存放目录。
addressbook.proto 为源文件文件名，如果有多个，空格隔开。

没有输出说明未出错。

新生成hello_protobuf/protobuff/addressbook_pb2.py——这是我们python最终要用的协议文件了。

4.存储/读取数据测试

（1）序列化：addressbook_test_writing.py

from protobuf import addressbook_pb2
import os


def PromptForAddress(person):
    person.id = 1
    person.name = "mc.meng"
    person.email = "menghaocheng@qq.com"
    phone_number = person.phones.add()
    phone_number.number = "18565772445"
    phone_number.type = addressbook_pb2.Person.MOBILE


def write_test():
    address_book = addressbook_pb2.AddressBook()

    address_book_file = "./data/addressbook.txt"

    if not os.path.exists(address_book_file):
        os.mkdir(address_book_file)

    # 读取文本初始内容
    try:
        f = open(address_book_file, "rb")
        address_book.ParseFromString(f.read())
        f.close()
    except IOError:
        print(address_book_file + ": Could not open file.  Creating a new one.")

    PromptForAddress(address_book.people.add())

    # 追加新内容
    f = open(address_book_file, "wb")
    f.write(address_book.SerializeToString())
    f.close()


if __name__ == "__main__":
    write_test()

hello_protobuf/data/目录用于存放数据

执行addressbook_test_writing.py后，在hello_protobuf/data/下生成了addressbook.txt文件：

（2）反序列化：address_test_reading.py

import protobuf.addressbook_pb2 as addressbook_pb2


def ListPeople(address_book):
    for person in address_book.people:
        print("Person ID:", person.id)
        print("  Name:", person.name)
        print("  E-mail address:", person.email)

        for phone_number in person.phones:
            if phone_number.type == addressbook_pb2.Person.MOBILE:
                print("  Mobile phone #: ", end='')
            elif phone_number.type == addressbook_pb2.Person.HOME:
                print("  Home phone #: ", end='')
            elif phone_number.type == addressbook_pb2.Person.WORK:
                print("  Work phone #: ", end='')
            print(phone_number.number)


def read_test():
    address_book = addressbook_pb2.AddressBook()
    address_book_file = "./data/addressbook.txt"

    f = open(address_book_file, "rb")
    address_book.ParseFromString(f.read())
    f.close()

    ListPeople(address_book)


if __name__ == "__main__":
    read_test()

运行结果：