Protocol Buffers学习【Qt】

news/2024/4/29 21:19:38/文章来源:https://blog.csdn.net/hitzsf/article/details/127626496

文章目录

  • 参考
  • 前言
  • 开发环境
  • # 一、下载
    • 1. 打开网页
    • 2. 点击download
    • 3. 下载
  • 二、 编译
    • 1. 解压
    • 2. 用QC打开项目
    • 3. 编译并等待
    • 4. 打开 `extract_includes.bat`
    • 5. 新建lib文件夹
  • 三、使用
    • 1. 新建 lm.helloworld.proto
    • 2. Qt 新建 HelloProtobuf 子目录项目
    • 3. lib_protobuf 目录
    • 4. Writer 工程
    • 5. Reader 工程
  • 四、总结

参考

Protobuf通信协议详解：代码演示、详细原理介绍等 - 知乎 (zhihu.com)

Protocol Buffers | Google Developers

前言

Protocol Buffers 是一种轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据串行化，或者说序列化。它很适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。

看到有人说起protobuf这个数据交换的格式，和平台无关，和语言无关，性能还比较好，就想学习一下。想到就做，边做边记录。

开发环境

  • win10
  • Qt 5.15.2
  • msvc2019 x64

# 一、下载

1. 打开网页

https://developers.google.cn/protocol-buffers/

在这里插入图片描述

2. 点击download

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

3. 下载

在这里插入图片描述

二、 编译

1. 解压

目录结构如下

protobuf-3.21.9
├─benchmarks
├─build_defs
├─cmake
├─conformance
├─csharp
├─editors
├─examples
├─m4
├─objectivec
├─php
├─ruby
├─src
├─third_party
└─util

2. 用QC打开项目

在这里插入图片描述

3. 编译并等待

编译结果如下：

..\protobuf-3.21.9\build-cmake-Desktop_Qt_5_15_2_MSVC2019_64bit-Release
│  .ninja_deps
│  .ninja_log
│  build.ninja
│  CMakeCache.txt
│  cmake_install.cmake
│  CTestTestfile.cmake
│  extract_includes.bat			// <------------ 注意这个文件
│  gmock.lib
│  gmock_main.lib
│  libprotobuf-lite.lib
│  libprotobuf.lib
│  libprotoc.lib
│  lite-arena-test.exe
│  lite-arena-test.exe.manifest
│  lite-test.exe
│  lite-test.exe.manifest
│  protobuf-lite-test-common.lib
│  protobuf-lite.pc
│  protobuf-test-common.lib
│  protobuf.pc
│  protoc.exe
│  protoc.exe.manifest
│  qtcsettings.cmake
│  tests.exe
│  tests.exe.manifest
│  test_plugin.exe
│  test_plugin.exe.manifest
│  version.rc
│
├─.cmake
├─.qtc_clangd
├─cmake
├─CMakeFiles
└─Testing

4. 打开 extract_includes.bat

内容如下所示：

# 新建一批目录
mkdir include
mkdir include\google
mkdir include\google\protobuf
mkdir include\google\protobuf\compiler
......
# 复制头文件到对应目录最终
copy "E:\3rd\protobuf-3.21.9\..\src\google\protobuf\any.h" include\google\protobuf\any.h
copy "E:\3rd\protobuf-3.21.9\..\src\google\protobuf\any.pb.h" include\google\protobuf\any.pb.h
copy "E:\3rd\protobuf-3.21.9\..\src\google\protobuf\api.pb.h" include\google\protobuf\api.pb.h
.....

copy的路径对于我来说，有点问题，所以做相应修改，去掉中间的 \.. 目录：

copy "E:\3rd\protobuf-3.21.9\src\google\protobuf\api.pb.h" include\google\protobuf\api.pb.h

执行批处理文件后，最终结果会把相应的头文件复制到include目录下
在这里插入图片描述

5. 新建lib文件夹

再将编译好的lib文件，复制到这个目录，可以再细分为 debug 和 release 目录（此处略），最后将 include 和 该lib文件加复制到另外一个目录：lib_protobuf

..\lib_protobuf
│  protoc.exe       // 可以考虑将这个文件复制过来
├─include
│  └─google
│      └─protobuf
│          │  any.h
│          │  .........
│          ├─compiler
│          │  ├─cpp
│          │  ├─csharp
│          │  ├─java
│          │  ├─objectivec
│          │  ├─php
│          │  ├─python
│          │  └─ruby
│          ├─io
│          ├─stubs
│          └─util
└─libgmock.libgmock_main.liblibprotobuf-lite.liblibprotobuf.liblibprotoc.libprotobuf-lite-test-common.libprotobuf-test-common.lib

三、使用

protobuf的使用和qSoap的使用有点相似。

protobuf协议利用生成工具 protoc.exe 从 自定义的 .proto 的文件 生成相应语言（cpp，c#, java）的接口文件，然后加入工程进行编译即可。

命令格式：

protoc -I=$SRC_DIR    --cpp_out=$DST_DIR   $SRC_DIR/addressbook.proto

1. 新建 lm.helloworld.proto

syntax = "proto3";
package lm;
message helloworld
{int32   id       = 1;string  greeting = 2;
}

利用 cmd 执行 protoc.exe --cpp_out=. lm.helloworld.proto 命令即可：

  • lm.helloworld.pb.h ---- 生成类的头文件
  • lm.helloworld.pb.cc ---- 生成类的实现文件

2. Qt 新建 HelloProtobuf 子目录项目

再建两个子项目分别为：Reader 和 Writer，再复制 lib_protobuf 的文件夹过来
整体目录如下：
在这里插入图片描述

3. lib_protobuf 目录

  • 将 自定义的proto文件和生成的类文件拷贝到lib_protobuf 目录下

  • 新建 protobuf.pri 文件

    win32: LIBS += -L$$PWD/lib/ -llibprotobufINCLUDEPATH += $$PWD/include \$$PWD
DEPENDPATH += $$PWD/include# 下面这一段 可以不用
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/lib/libprotobuf.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/gmock.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/libprotoc.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/gmock_main.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/libprotobuf.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/libprotobuf-lite.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/protobuf-test-common.lib
#PRE_TARGETDEPS += $$PWD/protobuf-lite-test-common.libHEADERS += \$$PWD/ProtobufTool.h \    // 后加的文件$$PWD/lm.helloworld.pb.h	// protobuf 生成的头文件SOURCES += \$$PWD/lm.helloworld.pb.cc // protobuf 生成的实现文件DISTFILES += \$$PWD/lm.helloworld.proto \   // .proto 相当于原型文件, 加到项目中看得比较清楚$$PWD/protoc.bat              // 就是一句：protoc.exe --cpp_out=. lm.helloworld.proto，方便操作

  • ProtobufTool.h

    唯一的功能是序列化成 QByteArray

    #ifndef PROTOBUFTOOL_H
#define PROTOBUFTOOL_H
//#include <google/protobuf/io/coded_stream.h>
//#include <google/protobuf/arena.h>
//#include <google/protobuf/arenastring.h>
//#include <google/protobuf/generated_message_util.h>
//#include <google/protobuf/metadata_lite.h>
//#include <google/protobuf/generated_message_reflection.h>
//#include <google/protobuf/repeated_field.h>  // IWYU pragma: export
//#include <google/protobuf/extension_set.h>   // IWYU pragma: export
//#include <google/protobuf/unknown_field_set.h>
#include <google/protobuf/message.h>
#include <google/protobuf/port_def.inc>
#include <QByteArray>
#include <QString>class ProtobufTool
{
public:static QByteArray SerializeToByteArray(PROTOBUF_NAMESPACE_ID::Message &msg){auto stdstring =  msg.SerializeAsString();return QByteArray::fromStdString (stdstring);}
};#endif // PROTOBUFTOOL_H

4. Writer 工程

  • Writer.pro 文件

    CONFIG  -= app_bundle
CONFIG  += c++17
SOURCES += main.cpp
include ($$PWD/../lib_protobuf/protobuf.pri)
msvc : QMAKE_CXXFLAGS += /utf-8

  • main.cpp

    #include "ProtobufTool.h"
#include "lm.helloworld.pb.h"
#include <QDebug>
#include <QFile>
#include <QFileInfo>
#define qout if( 1 ) qDebug() << __FILE__ << __LINE__ << ": "int main()
{lm::helloworld msg1;msg1.set_id(1);msg1.set_greeting ("中国人民共和国！");auto ba = ProtobufTool::SerializeToByteArray(msg1);qout << ba;QFile file("../log");QFileInfo info(file);qout << info.absoluteFilePath ();if(file.open (QFile::WriteOnly)){file.write (ba);file.close ();}return 0;
}

5. Reader 工程

  • Reader.pro 文件 两个工程文件是一样的

    CONFIG  -= app_bundle
CONFIG  += c++17
SOURCES += main.cpp
include ($$PWD/../lib_protobuf/protobuf.pri)
msvc : QMAKE_CXXFLAGS += /utf-8

  • main.cpp

    #include "lm.helloworld.pb.h"
#include <QFile>
#include <QDebug>
#define qout if( 1 ) qDebug() << __FILE__ << __LINE__ << ": "int main(void ) {lm::helloworld msg;QByteArray ba;QFile file("../log");if(file.open (QFile::ReadOnly)) {ba = file.readAll ();file.close ();}msg.ParseFromArray (ba.constData (),ba.size ());qout << msg.id ();qout << QString::fromStdString (msg.greeting());return 0;
}

  • 运行结果：

    ..\..\HelloProtobuf\Reader\main.cpp 19 :  1
..\..\HelloProtobuf\Reader\main.cpp 20 :  "中国人民共和国！"

四、总结

Protobuf 生成的对象流是二进制的，体积小巧，传输效率高。

开发效率没有json方便，如果不需要编译的程序，使用起来会更方便。

原来还想学习下protobuf的原型文件的语法来着，感觉在开发中不会用到protobuf，略吧。

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