Android Protobuf详解

一、Protobuf介绍

protobuf是一个轻便高效的数据序列化协议，常用于网络数据传输、数据存储等场景，由Google开发并开源。比起XML和JSON，protobuf序列化后的数据更小、更快速，耗费的CPU和内存也更少。

二、Android Protobuf使用

Android protobuf是protobuf在Android平台上的一个实现。它提供了一组API，可以将Java对象和protobuf数据相互转换。

1.添加依赖

在app module的build.gradle文件中添加如下依赖：

implementation 'com.google.protobuf:protobuf-java:3.15.6'
implementation 'com.google.protobuf:protobuf-android:3.15.6'

2.定义消息类型

protobuf的消息类型定义在.proto文件中。在Android studio中，可以在项目中创建一个.proto文件，并添加如下内容：

syntax = "proto3";

package com.example.protobufdemo;

option java_package = "com.example.protobufdemo";
option java_outer_classname = "PersonModel";

message Person {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  repeated string hobbies = 3;
}

该.proto文件定义了一个Person消息类型，包含了name、age和hobbies三个字段。其中，name的类型为字符串，age的类型为32位整数，hobbies的类型为字符串数组。

3.生成Java代码

在.proto文件上右键，选择”Generate Proto Java”，即可生成Java代码。生成的Java代码包含了两个类，Person和PersonModel。Person是一个空类，用于在protobuf序列化时标识相应的消息类型。而PersonModel是一个工具类，提供了将Java对象转换为protobuf数据和将protobuf数据转换为Java对象的方法。

4.序列化和反序列化

下面是一个序列化和反序列化的例子：

//创建Person对象
Person person = new Person.Builder()
        .setName("Tom")
        .setAge(20)
        .addHobbies("reading")
        .addHobbies("music")
        .build();

//将Person对象转换为protobuf数据
byte[] data = PersonModel.toByteArray(person);

//将protobuf数据转换为Person对象
Person newPerson = PersonModel.parseFrom(data);

该代码创建了一个Person对象，并将其序列化为一个byte数组。之后，又将该byte数组反序列化为一个新的Person对象。通过这种方式，可以将Java对象和protobuf数据相互转换。

三、Protobuf的优点

1.效率高

相较于XML和JSON，protobuf序列化后的数据更小、更快速。一方面，protobuf使用了二进制编码，使得序列化后的数据更小；另一方面，protobuf在编写时有严格的约束，使得序列化和反序列化的效率更高。

2.特别适合大数据处理

数据体积越大，传输效率越是关键。protobuf协议在处理大数据时，具有比XML和JSON更高的效率。Google在使用protobuf协议传输数据时，常常将数据先分块再进行传输。

3.可扩展性好

protobuf允许在消息类型中添加新字段，而不会影响已有API的使用。这也是protobuf具有良好的可扩展性的原因。

4.跨平台性强

protobuf协议定义的消息类型以及相应的序列化和反序列化方法都是跨平台的，这也是protobuf的另一个优点。

四、总结

以上介绍了在Android平台上使用protobuf的一些方法和技巧，以及protobuf协议的优点。相信随着应用场景的不断扩展，protobuf协议会在更多领域发挥出它的优点。