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    2. 

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    5. 

        1. <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>

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          <th id="afajh"><progress id="afajh"></progress></th>
          序列化：ProtoBuf與JSON的比較
          共
                6753字，需瀏覽
                    14分鐘
                
           ·
          2020-08-07 21:54
          
 
           
  
          
   
  
          
  
          
   來(lái)源 | oschina.net/xiaolei123/blog/3085607
  
          
  
          介紹
          
  
          
   ProtoBuf 是google團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的用于高效存儲(chǔ)和讀取結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的工具。什么是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)呢，正如字面上表達(dá)的，就是帶有一定結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。比如電話簿上有很多記錄數(shù)據(jù)，每條記錄包含姓名、ID、郵件、電話等，這種結(jié)構(gòu)重復(fù)出現(xiàn)。
  
          
  
          同類
          
  
          
   XML、JSON 也可以用來(lái)存儲(chǔ)此類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但是使用ProtoBuf表示的數(shù)據(jù)能更加高效，并且將數(shù)據(jù)壓縮得更小。
  
          
  
          原理
          
  
          
   ProtoBuf 是通過(guò)ProtoBuf編譯器將與編程語(yǔ)言無(wú)關(guān)的特有的 .proto 后綴的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件編譯成各個(gè)編程語(yǔ)言(Java,C/C++,Python)專用的類文件,然后通過(guò)Google提供的各個(gè)編程語(yǔ)言的支持庫(kù)lib即可調(diào)用API。(關(guān)于proto結(jié)構(gòu)體怎么編寫，可自行查閱文檔)
  
          
  
          ProtoBuf編譯器安裝
          
  
          
   Mac : brew install protobuf
  
          
  
          舉個(gè)例子
          
  
          1.先創(chuàng)建一個(gè)proto文件
          
  
          
   message.proto
  
          
  
          
   
          
    syntax = "proto3";
    
           
    
          message Person {
    
              int32 id = 1;
    
              string name = 2;
    
              
    
              repeated Phone phone = 4;
    
              
    
              enum PhoneType {
    
                  MOBILE = 0;
    
                  HOME = 1;
    
                  WORK = 2;
    
              }
    
           
    
              message Phone {
    
                  string number = 1;
    
                  PhoneType type = 2;
    
              }
    
          }
    
          
   
          
  
          2. 創(chuàng)建一個(gè)Java項(xiàng)目
          
  
          
   并且將proto文件放置 src/main/proto 文件夾下
  
          
  
          3. 編譯proto文件至Java版本
          
  
          
   用命令行 cd 到 src/main 目錄下
  
          
  
          
   終端執(zhí)行命令 : protoc --java_out=./java ./proto/*.proto
  
          
  
          
   會(huì)發(fā)現(xiàn)，在你的src/main/java 里已經(jīng)生成里對(duì)應(yīng)的Java類
  
          
  
          4. 依賴Java版本的ProtoBuf支持庫(kù)
          
  
          
   這里只舉一個(gè)用Gradle使用依賴的栗子
  
          
  
          
   
          
    implementation 'com.google.protobuf:protobuf-java:3.9.1'
    
          
   
          
  
          5. 將Java對(duì)象轉(zhuǎn)為ProtoBuf數(shù)據(jù)
          
  
          
   
          
    Message.Person.Phone.Builder phoneBuilder = Message.Person.Phone.newBuilder();
    
          Message.Person.Phone phone1 = phoneBuilder
    
                  .setNumber("100860")
    
                  .setType(Message.Person.PhoneType.HOME)
    
                  .build();
    
          Message.Person.Phone phone2 = phoneBuilder
    
                  .setNumber("100100")
    
                  .setType(Message.Person.PhoneType.MOBILE)
    
                  .build();
    
          Message.Person.Builder personBuilder = Message.Person.newBuilder();
    
          personBuilder.setId(1994);
    
          personBuilder.setName("XIAOLEI");
    
          personBuilder.addPhone(phone1);
    
          personBuilder.addPhone(phone2);
    
          
    
          Message.Person person = personBuilder.build();
    
          long old = System.currentTimeMillis();
    
          byte[] buff = person.toByteArray();
    
          System.out.println("ProtoBuf 編碼耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis() - old));
    
          System.out.println(Arrays.toString(buff));
    
          System.out.println("ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:" + buff.length);
    
          
   
          
  
          6. 將ProtoBuf數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換回Java對(duì)象
          
  
          
   
          
    System.out.println("-開(kāi)始解碼-");
    
          old = System.currentTimeMillis();
    
          Message.Person personOut = Message.Person.parseFrom(buff);
    
          System.out.println("ProtoBuf 解碼耗時(shí)：" + (System.currentTimeMillis() - old));
    
          System.out.printf("Id:%d, Name:%s\n", personOut.getId(), personOut.getName());
    
          List
      phoneList = personOut.getPhoneList();
     
          
     for (Message.Person.Phone phone : phoneList)
     
          {
     
              System.out.printf(
     "手機(jī)號(hào):%s (%s)\n", phone.getNumber(), phone.getType());
     
          }
     
          
              
   
          
  
          比較
          
  
          
   為了能體現(xiàn)ProtoBuf的優(yōu)勢(shì)，我寫了同樣結(jié)構(gòu)體的Java類，并且將Java對(duì)象轉(zhuǎn)換成JSON數(shù)據(jù)，來(lái)與ProtoBuf進(jìn)行比較。JSON編譯庫(kù)使用Google提供的GSON庫(kù)，JSON的部分代碼就不貼出來(lái)了，直接展示結(jié)果。關(guān)注頂級(jí)架構(gòu)師公眾號(hào)回復(fù)“offer”，送你一份驚喜禮包。
  
          
  
          比較結(jié)果結(jié)果
          
  
          
   運(yùn)行 1 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼1次，耗時(shí)：22ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼1次，耗時(shí)：1ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼1次,耗時(shí)：32ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼1次,耗時(shí)：3ms
    
          
   
          
  
          
   運(yùn)行 10 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼10次，耗時(shí)：22ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼10次，耗時(shí)：4ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼10次,耗時(shí)：29ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼10次,耗時(shí)：3ms
    
          
   
          
  
          
   運(yùn)行 100 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼100次，耗時(shí)：32ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼100次，耗時(shí)：8ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼100次,耗時(shí)：31ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼100次,耗時(shí)：4ms
    
          
   
          
  
          
   運(yùn)行 1000 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼1000次，耗時(shí)：39ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼1000次，耗時(shí)：21ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼1000次,耗時(shí)：37ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼1000次,耗時(shí)：8ms
    
          
   
          
  
          
   運(yùn)行 1萬(wàn) 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼10000次，耗時(shí)：126ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼10000次，耗時(shí)：93ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼10000次,耗時(shí)：49ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼10000次,耗時(shí)：23ms
    
          
   
          
  
          
   運(yùn)行 10萬(wàn) 次
  
          
  
          
   
          
    【 JSON 開(kāi)始編碼 】
    
          JSON 編碼100000次，耗時(shí)：248ms
    
          JSON 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:106
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          JSON 解碼100000次，耗時(shí)：180ms
    
          
    
          【 ProtoBuf 開(kāi)始編碼 】
    
          ProtoBuf 編碼100000次,耗時(shí)：51ms
    
          ProtoBuf 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度:34
    
          -開(kāi)始解碼-
    
          ProtoBuf 解碼100000次,耗時(shí)：58ms
    
          
   
          
  
          總結(jié)
          
  
          編解碼性能
          
  
          
   上述栗子只是簡(jiǎn)單的采樣，實(shí)際上據(jù)我的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)
  
          
  
            
   
          • 
    
            
     
            次數(shù)在1千以下，ProtoBuf 的編碼與解碼性能，都與JSON不相上下，甚至還有比JSON差的趨勢(shì)。
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            次數(shù)在2千以上，ProtoBuf的編碼解碼性能，都比JSON高出很多。
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            次數(shù)在10萬(wàn)以上，ProtoBuf的編解碼性能就很明顯了，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出JSON的性能。
            
    
            • 
  
          
  
          內(nèi)存占用
          
  
          
   ProtoBuf的內(nèi)存34，而JSON到達(dá)106 ，ProtoBuf的內(nèi)存占用只有JSON的1/3.
  
          
  
          結(jié)尾
          
  
          
   其實(shí)這次實(shí)驗(yàn)有很多可待優(yōu)化的地方，就算是這種粗略的測(cè)試，也能看出來(lái)ProtoBuf的優(yōu)勢(shì)。關(guān)注頂級(jí)架構(gòu)師公眾號(hào)回復(fù)“架構(gòu)整潔”，送你一份驚喜禮包。
  
          
  
          兼容
          
  
          新增字段
          
  
            
   
          • 
    
            
     
            在proto文件中新增 nickname 字段
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            生成Java文件
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            用老proto字節(jié)數(shù)組數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成對(duì)象
            
    
            • 
  
          
  
          
   
          
    Id:1994, Name:XIAOLEI
    
          手機(jī)號(hào):100860 (HOME)
    
          手機(jī)號(hào):100100 (MOBILE)
    
          getNickname=
    
          
   
          
  
          
   結(jié)果，是可以轉(zhuǎn)換成功。
  
          
  
          刪除字段
          
  
            
   
          • 
    
            
     
            在proto文件中刪除 name 字段
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            生成Java文件
            
    
            • 
   
          • 
    
            
     
            用老proto字節(jié)數(shù)組數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成對(duì)象
            
    
            • 
  
          
  
          
   
          
    Id:1994, Name:null
    
          手機(jī)號(hào):100860 (HOME)
    
          手機(jī)號(hào):100100 (MOBILE)
    
          
   
          
  
          
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