ProtocolBuffers在即時通訊系統中的應用研究

田源　潘晨光　丁杰

摘 要： 即時通訊系統已經廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數量的增長，計算機設備在網絡中傳輸的數據量越來越大。由于網絡中的數據傳輸是非結構化的，因此需要數據的序列化與逆序列化方法來實現網絡數據到可讀數據的轉換。基于即時通訊系統對于數據的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統的序列化與逆序列化的手段，并且將Protocol Buffers與目前幾種比較主流的數據序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數據序列化； 消息

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0032?03

0 引 言

隨著移動互聯網的不斷發展，即時通訊工具已經成為人們生活中不可或缺的一部分。幾乎大部分的用戶都在不同的社交網絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網絡中每個個體的重要紐帶。這里的通訊軟件特指基于Internet研發的，用于日常通訊的軟件。通訊方式包括語音、圖像、文本等。即時通訊軟件由于使用費用低廉、覆蓋范圍廣、用戶體驗良好等優點，迅速在全世界流行。目前，人們對于即時通訊軟件的依賴已經遠遠超過了對于傳統的語音通話服務，固定電話的使用率更是逐年下降。由此可見，基于互聯網的即時通訊將是未來發展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現有的即時通訊軟件中，以文本的方式為主流。也有部分軟件使用延時語音聊天的方式，即先進行短時間的錄音，然后再將錄音文件發送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數據，在網絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內容信息，還需要包含一些用于系統處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數據。而網絡傳輸過程中，數據都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數據進行序列化與逆序列化的操作。由于即時通訊軟件對于實時性的需求較大，因此選擇一種高效的序列化手段就顯得尤為重要。本文所屬課題在研發過程中，經過比較幾種序列化手段，選擇Google的Protocol Buffers作為序列化手段。

1 Protocol Buffers概述

1.1 簡介

ProtocolBuffers[1?2]是Google公司開發的一種用于結構化數據序列化和逆序列化的數據描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數據的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數據的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠實現數據的壓縮存儲和傳輸。該技術支持C++、Java以及Python語言，由于是以二進制流的形式進行存儲，因此它要比XML更加節省空間。只需使用Protocol Buffers對數據結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內部使用的一種高效的數據序列化與逆序列化方法。它的靈活性和高效性剛好符合即時信息通訊系統對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統中的應用，并且比較了幾種數據序列化方法之間的異同。通過摘取項目中的代碼，展示了Protocol Buffers在實際開發中的應用方法。

參考文獻

[1] FENG J H， LI J H. Google Protocol Buffers research and application in online game [C]// Proceedings of 2011 13th IEEE Joint International Computer Science and Information Technology Conference. Chongqing， China： IEEE， 2011： 5?8.

[2] 殷昊，沈奇威，王純.Protocol Buffer在Android企業云通訊錄中的應用[J].電信科學，2012（9）：148?151.

[3] 晏立，沈銳.Java序列化技術的探討[J].紅河學院學報，2011（4）：37?39.

[4] NURSEITOV N， PAULSON M， REYNOLDS R， et al. Comparison of JSON and XML data interchange formats： a case study [C]// Proceedings of 2009 CAINE. San Francisco， California， USA： CAINE， 2009： 157?162.

[5] LEE D A. JXON： an architecture for schema and annotation driven JSON/XML bidirectional transformations [C]// Proceedings of Balisage： The Markup Conference. Washington DC， USA： Balisage， 2011： 2?5.

[6] SUMARAY A， MAKKI S K. A comparison of data serialization formats for optimal efficiency on a mobile platform [C]// Proceedings of the 6th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication. Kuala Lumpur， Malaysia： ACM， 2012： 48.

[7] 宮唐小恒，李旭偉. Protocol Buffers：比XML快近100倍[J].電腦與信息技術，2009（1）：65?68.

[8] M?LLER J， LORENZ M， GELLER F， et al. Assessment of communication protocols in the EPC network?replacing textual SOAP and XML with binary google protocol buffers encoding [C]// Proceedings of 2010 IEEE 17th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Xiamen， China： IE&EM， 2010： 404?409.

[9] 李紀欣，王康，周立發，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發與應用，2013（4）：1?5.

[10] 毛紅閣，郭紅，陳東，等.Android移動通訊序列化協議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.

摘 要： 即時通訊系統已經廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數量的增長，計算機設備在網絡中傳輸的數據量越來越大。由于網絡中的數據傳輸是非結構化的，因此需要數據的序列化與逆序列化方法來實現網絡數據到可讀數據的轉換。基于即時通訊系統對于數據的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統的序列化與逆序列化的手段，并且將Protocol Buffers與目前幾種比較主流的數據序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數據序列化； 消息

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0032?03

0 引 言

隨著移動互聯網的不斷發展，即時通訊工具已經成為人們生活中不可或缺的一部分。幾乎大部分的用戶都在不同的社交網絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網絡中每個個體的重要紐帶。這里的通訊軟件特指基于Internet研發的，用于日常通訊的軟件。通訊方式包括語音、圖像、文本等。即時通訊軟件由于使用費用低廉、覆蓋范圍廣、用戶體驗良好等優點，迅速在全世界流行。目前，人們對于即時通訊軟件的依賴已經遠遠超過了對于傳統的語音通話服務，固定電話的使用率更是逐年下降。由此可見，基于互聯網的即時通訊將是未來發展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現有的即時通訊軟件中，以文本的方式為主流。也有部分軟件使用延時語音聊天的方式，即先進行短時間的錄音，然后再將錄音文件發送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數據，在網絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內容信息，還需要包含一些用于系統處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數據。而網絡傳輸過程中，數據都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數據進行序列化與逆序列化的操作。由于即時通訊軟件對于實時性的需求較大，因此選擇一種高效的序列化手段就顯得尤為重要。本文所屬課題在研發過程中，經過比較幾種序列化手段，選擇Google的Protocol Buffers作為序列化手段。

1 Protocol Buffers概述

1.1 簡介

ProtocolBuffers[1?2]是Google公司開發的一種用于結構化數據序列化和逆序列化的數據描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數據的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數據的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠實現數據的壓縮存儲和傳輸。該技術支持C++、Java以及Python語言，由于是以二進制流的形式進行存儲，因此它要比XML更加節省空間。只需使用Protocol Buffers對數據結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內部使用的一種高效的數據序列化與逆序列化方法。它的靈活性和高效性剛好符合即時信息通訊系統對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統中的應用，并且比較了幾種數據序列化方法之間的異同。通過摘取項目中的代碼，展示了Protocol Buffers在實際開發中的應用方法。

參考文獻

[1] FENG J H， LI J H. Google Protocol Buffers research and application in online game [C]// Proceedings of 2011 13th IEEE Joint International Computer Science and Information Technology Conference. Chongqing， China： IEEE， 2011： 5?8.

[2] 殷昊，沈奇威，王純.Protocol Buffer在Android企業云通訊錄中的應用[J].電信科學，2012（9）：148?151.

[3] 晏立，沈銳.Java序列化技術的探討[J].紅河學院學報，2011（4）：37?39.

[4] NURSEITOV N， PAULSON M， REYNOLDS R， et al. Comparison of JSON and XML data interchange formats： a case study [C]// Proceedings of 2009 CAINE. San Francisco， California， USA： CAINE， 2009： 157?162.

[5] LEE D A. JXON： an architecture for schema and annotation driven JSON/XML bidirectional transformations [C]// Proceedings of Balisage： The Markup Conference. Washington DC， USA： Balisage， 2011： 2?5.

[6] SUMARAY A， MAKKI S K. A comparison of data serialization formats for optimal efficiency on a mobile platform [C]// Proceedings of the 6th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication. Kuala Lumpur， Malaysia： ACM， 2012： 48.

[7] 宮唐小恒，李旭偉. Protocol Buffers：比XML快近100倍[J].電腦與信息技術，2009（1）：65?68.

[8] M?LLER J， LORENZ M， GELLER F， et al. Assessment of communication protocols in the EPC network?replacing textual SOAP and XML with binary google protocol buffers encoding [C]// Proceedings of 2010 IEEE 17th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Xiamen， China： IE&EM， 2010： 404?409.

[9] 李紀欣，王康，周立發，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發與應用，2013（4）：1?5.

[10] 毛紅閣，郭紅，陳東，等.Android移動通訊序列化協議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.

摘 要： 即時通訊系統已經廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數量的增長，計算機設備在網絡中傳輸的數據量越來越大。由于網絡中的數據傳輸是非結構化的，因此需要數據的序列化與逆序列化方法來實現網絡數據到可讀數據的轉換。基于即時通訊系統對于數據的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統的序列化與逆序列化的手段，并且將Protocol Buffers與目前幾種比較主流的數據序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數據序列化； 消息

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0032?03

0 引 言

隨著移動互聯網的不斷發展，即時通訊工具已經成為人們生活中不可或缺的一部分。幾乎大部分的用戶都在不同的社交網絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網絡中每個個體的重要紐帶。這里的通訊軟件特指基于Internet研發的，用于日常通訊的軟件。通訊方式包括語音、圖像、文本等。即時通訊軟件由于使用費用低廉、覆蓋范圍廣、用戶體驗良好等優點，迅速在全世界流行。目前，人們對于即時通訊軟件的依賴已經遠遠超過了對于傳統的語音通話服務，固定電話的使用率更是逐年下降。由此可見，基于互聯網的即時通訊將是未來發展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現有的即時通訊軟件中，以文本的方式為主流。也有部分軟件使用延時語音聊天的方式，即先進行短時間的錄音，然后再將錄音文件發送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數據，在網絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內容信息，還需要包含一些用于系統處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數據。而網絡傳輸過程中，數據都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數據進行序列化與逆序列化的操作。由于即時通訊軟件對于實時性的需求較大，因此選擇一種高效的序列化手段就顯得尤為重要。本文所屬課題在研發過程中，經過比較幾種序列化手段，選擇Google的Protocol Buffers作為序列化手段。

1 Protocol Buffers概述

1.1 簡介

ProtocolBuffers[1?2]是Google公司開發的一種用于結構化數據序列化和逆序列化的數據描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數據的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數據的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠實現數據的壓縮存儲和傳輸。該技術支持C++、Java以及Python語言，由于是以二進制流的形式進行存儲，因此它要比XML更加節省空間。只需使用Protocol Buffers對數據結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內部使用的一種高效的數據序列化與逆序列化方法。它的靈活性和高效性剛好符合即時信息通訊系統對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統中的應用，并且比較了幾種數據序列化方法之間的異同。通過摘取項目中的代碼，展示了Protocol Buffers在實際開發中的應用方法。

參考文獻

[1] FENG J H， LI J H. Google Protocol Buffers research and application in online game [C]// Proceedings of 2011 13th IEEE Joint International Computer Science and Information Technology Conference. Chongqing， China： IEEE， 2011： 5?8.

[2] 殷昊，沈奇威，王純.Protocol Buffer在Android企業云通訊錄中的應用[J].電信科學，2012（9）：148?151.

[3] 晏立，沈銳.Java序列化技術的探討[J].紅河學院學報，2011（4）：37?39.

[4] NURSEITOV N， PAULSON M， REYNOLDS R， et al. Comparison of JSON and XML data interchange formats： a case study [C]// Proceedings of 2009 CAINE. San Francisco， California， USA： CAINE， 2009： 157?162.

[5] LEE D A. JXON： an architecture for schema and annotation driven JSON/XML bidirectional transformations [C]// Proceedings of Balisage： The Markup Conference. Washington DC， USA： Balisage， 2011： 2?5.

[6] SUMARAY A， MAKKI S K. A comparison of data serialization formats for optimal efficiency on a mobile platform [C]// Proceedings of the 6th International Conference on Ubiquitous Information Management and Communication. Kuala Lumpur， Malaysia： ACM， 2012： 48.

[7] 宮唐小恒，李旭偉. Protocol Buffers：比XML快近100倍[J].電腦與信息技術，2009（1）：65?68.

[8] M?LLER J， LORENZ M， GELLER F， et al. Assessment of communication protocols in the EPC network?replacing textual SOAP and XML with binary google protocol buffers encoding [C]// Proceedings of 2010 IEEE 17th International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management. Xiamen， China： IE&EM， 2010： 404?409.

[9] 李紀欣，王康，周立發，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發與應用，2013（4）：1?5.

[10] 毛紅閣，郭紅，陳東，等.Android移動通訊序列化協議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.