ProtocolBuffers在即時通訊系統(tǒng)中的應用研究

田源　潘晨光　丁杰

摘 要： 即時通訊系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數(shù)量的增長，計算機設備在網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大。由于網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸是非結構化的，因此需要數(shù)據(jù)的序列化與逆序列化方法來實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到可讀數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換?；诩磿r通訊系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統(tǒng)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(shù)據(jù)序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，即時通訊工具已經(jīng)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(wǎng)絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網(wǎng)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(fā)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(yōu)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(jīng)遠遠超過了對于傳統(tǒng)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(lián)網(wǎng)的即時通訊將是未來發(fā)展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現(xiàn)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(fā)送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內(nèi)容信息，還需要包含一些用于系統(tǒng)處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數(shù)據(jù)。而網(wǎng)絡傳輸過程中，數(shù)據(jù)都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數(shù)據(jù)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(fā)過程中，經(jīng)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(fā)的一種用于結構化數(shù)據(jù)序列化和逆序列化的數(shù)據(jù)描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數(shù)據(jù)的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數(shù)據(jù)的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)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(jié)省空間。只需使用Protocol Buffers對數(shù)據(jù)結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環(huán)境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內(nèi)部使用的一種高效的數(shù)據(jù)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(tǒng)對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統(tǒng)中的應用，并且比較了幾種數(shù)據(jù)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(fā)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(yè)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(fā)，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發(fā)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(xié)議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.

摘 要： 即時通訊系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數(shù)量的增長，計算機設備在網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大。由于網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸是非結構化的，因此需要數(shù)據(jù)的序列化與逆序列化方法來實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到可讀數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換?；诩磿r通訊系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統(tǒng)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(shù)據(jù)序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，即時通訊工具已經(jīng)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(wǎng)絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網(wǎng)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(fā)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(yōu)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(jīng)遠遠超過了對于傳統(tǒng)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(lián)網(wǎng)的即時通訊將是未來發(fā)展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現(xiàn)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(fā)送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內(nèi)容信息，還需要包含一些用于系統(tǒng)處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數(shù)據(jù)。而網(wǎng)絡傳輸過程中，數(shù)據(jù)都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數(shù)據(jù)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(fā)過程中，經(jīng)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(fā)的一種用于結構化數(shù)據(jù)序列化和逆序列化的數(shù)據(jù)描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數(shù)據(jù)的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數(shù)據(jù)的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)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(jié)省空間。只需使用Protocol Buffers對數(shù)據(jù)結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環(huán)境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內(nèi)部使用的一種高效的數(shù)據(jù)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(tǒng)對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統(tǒng)中的應用，并且比較了幾種數(shù)據(jù)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(fā)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(yè)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(fā)，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發(fā)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(xié)議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.

摘 要： 即時通訊系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用在人們的生活中，隨著用戶數(shù)量的增長，計算機設備在網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越來越大。由于網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸是非結構化的，因此需要數(shù)據(jù)的序列化與逆序列化方法來實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)到可讀數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換?；诩磿r通訊系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的實時性需求，提出了使用Protocol Buffers作為系統(tǒng)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(shù)據(jù)序列化方法進行了對比。

關鍵詞： Protocol Buffers； 即時通訊； 數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，即時通訊工具已經(jīng)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(wǎng)絡中注冊賬號，因此即時通訊軟件就是連接社交網(wǎng)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(fā)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(yōu)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(jīng)遠遠超過了對于傳統(tǒng)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(lián)網(wǎng)的即時通訊將是未來發(fā)展的趨勢，并且擁有巨大的潛力。

現(xiàn)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(fā)送至目標用戶。無論是文本還是多媒體數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡組包的過程中，除了需要包含實際的用戶內(nèi)容信息，還需要包含一些用于系統(tǒng)處理的輔助信息，因此它們都屬于都是結構化的數(shù)據(jù)。而網(wǎng)絡傳輸過程中，數(shù)據(jù)都是以流的方式進行處理。因此需要對結構化數(shù)據(jù)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(fā)過程中，經(jīng)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(fā)的一種用于結構化數(shù)據(jù)序列化和逆序列化的數(shù)據(jù)描述語言（Data Description Language，DDL）[3]。它主要用于結構化數(shù)據(jù)的描述、傳輸和存儲。Protocol Buffers采用二進制編碼的格式，對數(shù)據(jù)的序列化和逆序列化的操作效率較高，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)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(jié)省空間。只需使用Protocol Buffers對數(shù)據(jù)結構進行一次描述，即可在不同的編程語言環(huán)境中使用。

3 結 語

Protocol Buffers是之前Google公司內(nèi)部使用的一種高效的數(shù)據(jù)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(tǒng)對于實時性的需求。本文介紹了Protocol Buffers在即時通訊系統(tǒng)中的應用，并且比較了幾種數(shù)據(jù)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(fā)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(yè)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(fā)，等.Google Protobuf在Linux Socket通訊中的應用[J].電腦開發(fā)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(xié)議研究[J].南陽師范學院學報，2012（6）：47?49.