Буферы протокола - Protocol Buffers

Буферы протокола
Разработчики)Google
изначальный выпускНачало 2001 г. (внутреннее)[1]
7 июля 2008 г. (2008-07-07) (общедоступный)
Стабильный выпуск
3.14.0 / 13 ноября 2020; 12 дней назад (2020-11-13)[2]
Предварительный выпуск
4.0.0-rc2 / 21 июля 2020; 4 месяца назад (2020-07-21)[2]
Репозиторий
Отредактируйте это в Викиданных
Операционная системаЛюбой
ПлатформаКроссплатформенность
Типформат и библиотека сериализации, IDL компилятор
ЛицензияBSD
Интернет сайтРазработчики.google.com/ протокол-буферы/ Отредактируйте это в Викиданных

Буферы протокола (Протобуф) является методом сериализация структурированные данные. Это полезно при разработке программ для связи друг с другом по сети или для хранения данных. Метод предполагает язык описания интерфейса который описывает структуру некоторых данных и программу, которая генерирует исходный код из этого описания для генерации или анализа потока байтов, представляющих структурированные данные.

Обзор

Google разработал протокол буферов для внутреннего использования и предоставил генератор кода для нескольких языков под Открытый исходный код лицензия (см. ниже ).

Цели разработки протокольных буферов подчеркивали простоту и производительность. В частности, он был разработан, чтобы быть меньше и быстрее, чем XML.[3]

Буферы протокола широко используются в Google для хранения и обмена всех видов структурированной информации. Метод служит основой для пользовательского удаленный вызов процедур (RPC), которая используется почти для всех межмашинная связь в Google.[4]

Буферы протокола аналогичны Apache Thrift (используется Facebook), Ион (созданный Amazon) или протоколы Microsoft Bond, также предлагающие конкретный RPC стек протоколов использовать для определенных Сервисы называется gRPC.[5]

Структуры данных (называемые Сообщения) и службы описаны в файле определения прототипа (.proto) и скомпилирован с протокол. Эта компиляция генерирует код, который может быть вызван отправителем или получателем этих структур данных. Например, example.pb.cc и example.pb.h генерируются из example.proto. Они определяют C ++ классы для каждого сообщения и услуги в example.proto.

Канонически сообщения сериализуются в двоичный провод формат, который является компактным, совместимым с прямой и обратной связью, но не самоописывающий (то есть невозможно указать имена, значения или полные типы данных полей без внешней спецификации). Не существует определенного способа включения или ссылки на такую ​​внешнюю спецификацию (схема ) в файле буферов протокола. Официально поддерживаемая реализация включает формат сериализации ASCII,[6] но этот формат - хотя и самоописательный - теряет поведение прямой и обратной совместимости и, таким образом, не является хорошим выбором для приложений, кроме отладки.

Хотя основная цель протокольных буферов - облегчить сетевое взаимодействие, их простота и скорость делают протокольные буферы альтернативой классам и структурам C ++, ориентированным на данные, особенно там, где в будущем может потребоваться взаимодействие с другими языками или системами.

Пример

Схема для конкретного использования буферов протокола связывает типы данных с именами полей, используя целые числа для идентификации каждого поля. (Данные буфера протокола содержат только числа, а не имена полей, что обеспечивает некоторую экономию полосы пропускания / хранилища по сравнению с системами, которые включают имена полей в данные.)

//polyline.protoсинтаксис = "proto2";сообщение Точка {  требуется int32 Икс = 1;  требуется int32 у = 2;  необязательный нить метка = 3;}сообщение Линия {  требуется Точка Начните = 1;  требуется Точка конец = 2;  необязательный нить метка = 3;}сообщение Ломаная линия {  повторяется Точка точка = 1;  необязательный нить метка = 2;}

Сообщение "Point" определяет два обязательных элемента данных, Икс и у. Элемент данных метка не является обязательным. У каждого элемента данных есть тег. Тег определяется после знака равенства. Например, Икс имеет тег 1.

Сообщения «Линия» и «Ломаная линия», в которых используется точка, демонстрируют, как композиция работает в буферах протокола. Ломаная линия имеет повторяется поле, которое ведет себя как вектор.

Эта схема впоследствии может быть скомпилирована для использования одним или несколькими языками программирования. Google предоставляет компилятор под названием протокол который может производить вывод для C ++, Java или Python. Другие компиляторы схемы доступны из других источников для создания зависимого от языка вывода для более чем 20 других языков.[7]

Например, после создания C ++ версии схемы буфера протокола, описанной выше, файл исходного кода C ++ polyline.cpp может использовать объекты сообщения следующим образом:

// polyline.cpp#включают "polyline.pb.h" // создается путем вызова "protoc polyline.proto"Линия* createNewLine(const стандартное::нить& имя) {  // создаем линию от (10, 20) до (30, 40)  Линия* линия = новый Линия;  линия->mutable_start()->set_x(10);  линия->mutable_start()->set_y(20);  линия->mutable_end()->set_x(30);  линия->mutable_end()->set_y(40);  линия->set_label(имя);  возвращаться линия;}Ломаная линия* createNewPolyline() {  // создаем ломаную линию с точками (10,10) и (20,20)  Ломаная линия* ломаная линия = новый Ломаная линия;  Точка* точка1 = ломаная линия->add_point();  точка1->set_x(10);  точка1->set_y(10);  Точка* point2 = ломаная линия->add_point();  point2->set_x(20);  point2->set_y(20);  возвращаться ломаная линия;}

Языковая поддержка

Protobuf 2.0 предоставляет генератор кода за C ++, Ява, C #,[8] и Python.[9]

Для JavaScript также доступны сторонние реализации.[10]

Protobuf 3.0 предоставляет генератор кода для C ++, Ява (включая JavaNano, диалект, предназначенный для среда с низким уровнем ресурсов ), Python, Идти, Рубин, Цель-C, C #.[11] Он также поддерживает JavaScript, начиная с версии 3.0.0-beta-2.[12]

Protobuf 4.0 во многом совпадает с 3.0, но расширение C для PHP переписывается, и поддержка PHP 5 прекращается.[13]

Также доступны сторонние реализации для C[14][15], Дротик, Haskell[16], Perl, PHP, р[17], Ржавчина[18][19][20], Scala, Быстрый[21], Юля[22] и Ним[23]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Часто задаваемые вопросы | Буферы протокола». Разработчики Google. Получено 2 октября 2016.
  2. ^ а б "Релизы - google / protobuf". Получено 15 ноября 2020 - через GitHub.
  3. ^ Эйшай Смит. "Тесты производительности jvm-serializers". Получено 2010-07-12.
  4. ^ Кентон Варда. "Ответ Стиву Виноски". Получено 2008-07-14.
  5. ^ "grpc". grpc.io. Получено 2 октября 2016.
  6. ^ "text_format.h - Буферы протокола - Google Code". Получено 2012-03-02.
  7. ^ ThirdPartyAddOns - protobuf - Ссылки на сторонние надстройки. - Буферы протокола - Формат обмена данными Google - Хостинг Google Project. Code.google.com. Проверено 18 сентября 2013.
  8. ^ «Буферы протокола в C #». Блокировка кода. Получено 2017-05-12.
  9. ^ "Руководство по языку буферов протоколов". Разработчики Google. Получено 2016-04-21.
  10. ^ «Буферы протокола для JavaScript». github.com. Получено 2016-05-14.
  11. ^ "Language Guide (proto3) | Протокол буферов". Разработчики Google. Получено 2020-08-09.
  12. ^ "Release Protocol Buffers v3.0.0-beta-2 · protocolbuffers / protobuf". GitHub. Получено 2020-08-09.
  13. ^ "Выпуск v4.0.0-rc1 · protocolbuffers / protobuf". GitHub. Получено 2020-08-09.
  14. ^ «Nanopb - протокол буферов с малым размером кода». Получено 2017-12-12.
  15. ^ «Реализация протокольных буферов в C». Получено 2017-12-12.
  16. ^ https://github.com/google/proto-lens
  17. ^ https://github.com/eddelbuettel/rprotobuf/tree/master/src
  18. ^ https://github.com/stepancheg/rust-protobuf
  19. ^ https://github.com/danburkert/prost
  20. ^ https://github.com/tafia/quick-protobuf
  21. ^ https://github.com/apple/swift-protobuf
  22. ^ "ThirdPartyAddOns - protobuf - Ссылки на сторонние надстройки. - Буферы протокола - Формат обмена данными Google - Хостинг проектов Google". Code.google.com. Получено 2012-11-07.
  23. ^ «Реализация Protobuf в чистом Nim, которая использует возможности макросистемы, чтобы не зависеть от каких-либо внешних инструментов». GitHub.

внешняя ссылка