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Protobuf动态解析在Java中的应用 包含例子程序
最近在做ProtoBuf相关的项目,其中用到了动态解析,网上看了下相关资料和博文都比较少,自己来写一个记录一下学习过程。
Protocol Buffers是结构化数据格式标准,提供序列化和反序列方法,用于存储和交换。语言中立,平台无关、可扩展。目前官方提供了C++、Java、Python API,也有其他语言的开源api(比如php)。可通过 .proto文件生成对应语言的类代码
如果已知protobuf内容对应的是哪个类对象,则可以直接使用反序列化方法搞定(Xxx.parseFrom(inputStream)由二进制转换,TextFormat.merge(string, xxxBuilder)由文本转换)
cinema.proto
Main.java
而我们经常遇到的情况是,拿到一个被protobuf序列化的二进制内容,但不知道它的类型,无法获得对应的类对象。这种多见于需要处理各种各样未知的ProtoBuf对象的系统。ProtoBuf提供了动态解析机制来解决这个问题,它要求提供二进制内容的基础上,再提供对应类的Descriptor对象,在解析时通过DynamicMessage类的成员方法来获得对象结果。
最后问题就是Descriptor对象从哪里来?这是通过protoc --descriptor_set_out=$outputpath 命令生成descriptor文件,进而得到的。代码如下:
1 option java_package="com.liulei.cinema"; 2 3 enum MovieType{ 4 CHILDREN=1; 5 ADULT=2; 6 NORMAL=3; 7 OHTER=4; 8 } 9 10 enum Gender{ 11 MAN=1; 12 WOMAN=2; 13 OTHER=3; 14 } 15 16 message Movie{ 17 required string name=1; 18 required MovieType type=2; 19 optional int32 releaseTimeStamp=3; 20 optional string description=4; 21 } 22 23 message Customer{ 24 required string name=1; 25 optional Gender gender=2; 26 optional int32 birthdayTimeStamp=3; 27 } 28 29 message Ticket{ 30 required int32 id=1; 31 required Movie movie=2; 32 required Customer customer=3; 33 }
1 public static void main( String[] args ) { 2 3 Cinema.Movie.Builder movieBuilder = Cinema.Movie.newBuilder(); 4 movieBuilder.setName("The Shining"); 5 movieBuilder.setType(Cinema.MovieType.ADULT); 6 movieBuilder.setReleaseTimeStamp(327859200); 7 8 System.out.println("Dynamic Message Parse by proto file"); 9 try { 10 byte[] buffer3 = new byte[movieBuilder.build().getSerializedSize()]; 11 CodedOutputStream codedOutputStream3 = CodedOutputStream.newInstance(buffer3); 12 try { 13 movieBuilder.build().writeTo(codedOutputStream3); 14 System.out.println(buffer3); 15 } catch (IOException e) { 16 e.printStackTrace(); 17 } 18 String protocCMD = "protoc --descriptor_set_out=cinema.description ./cinema.proto --proto_path=."; 19 Process process = Runtime.getRuntime().exec(protocCMD); 20 process.waitFor(); 21 int exitValue =http://www.mamicode.com/ process.exitValue(); 22 if (exitValue != 0) { 23 System.out.println("protoc execute failed"); 24 return; 25 } 26 Descriptors.Descriptor pbDescritpor = null; 27 DescriptorProtos.FileDescriptorSet descriptorSet = DescriptorProtos.FileDescriptorSet.parseFrom(new FileInputStream("./cinema.description")); 28 for (DescriptorProtos.FileDescriptorProto fdp : descriptorSet.getFileList()) { 29 Descriptors.FileDescriptor fileDescriptor = Descriptors.FileDescriptor.buildFrom(fdp, new Descriptors.FileDescriptor[]{}); 30 for (Descriptors.Descriptor descriptor : fileDescriptor.getMessageTypes()) { 31 if (descriptor.getName().equals("Movie")) { 32 System.out.println("Movie descriptor found"); 33 pbDescritpor = descriptor; 34 break; 35 } 36 } 37 } 38 if (pbDescritpor == null) { 39 System.out.println("No matched descriptor"); 40 return; 41 } 42 DynamicMessage.Builder pbBuilder = DynamicMessage.newBuilder(pbDescritpor); 43 44 Message pbMessage = pbBuilder.mergeFrom(buffer3).build(); 45 System.out.println(pbMessage); 46 47 } catch (Exception e) { 48 System.out.println("Exception"); 49 e.printStackTrace(); 50 } 51 }
执行结果:
Dynamic Message Parse From byte array
[B@597ccf6e
Movie descriptor found
name: "The Shining"
type: ADULT
releaseTimeStamp: 327859200
解释具体过程:
0.首先对.proto文件使用protoc命令,生成的descriptor文件中包含多个类对应的descriptor类信息(序列化的DescriptorSet内容)
1.首先取出序列化的DescriptorSet内容,FileDescriptorSet.parseFrom方法反序列化得到FileDescriptorSet对象
2.取出对应message类型的Descriptor。
DescriptorSet成员方法getFileList(),拿到多个FileDescriptorProto对象,再构建对应FileDescriptor。
FileDescriptor的成员方法getMessageTypes()得到所有Message的Descriptor对象,找到对应名字的Descriptor
3.用Descriptor对象反序列化对象
构建DynamicMessage.Builder对象builder,再调用builder的mergeFrom/merge方法得到Message对象
其中Descriptor相关类:
DescriptorProtos.DescriptorSet:protoc编译出来类文件中包含这个类,描述多个.proto文件中的类
DescriptorProtos.FileDescriptorProto:描述一个完整的.proto文件中的类
DescriptorProtos.FileDescriptor:由DescriptorProtos.FileDescriptorProto构建而来(buildFrom),描述1个完整.proto文件中的所有内容,包括message类型的Descriptor和其他被导入文件的Descriptor。
getMessageTypes()方法:返回List<Descriptors.Descriptor>。得到FileDescriptor内,所有message类型直接儿子的Descriptor列表
DescriptorProtos.Descriptor:描述一个message类型,通过getName()得到message的类名
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