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Springboot集成ProtoBuf的實例

 更新時間：2022年03月16日 11:16:25   作者：xrq0508  
這篇文章主要介紹了Springboot集成ProtoBuf的實例，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

Springboot集成ProtoBuf

ProtoBuf是一種序列化和解析速度遠高于JSON和XML的數(shù)據(jù)格式，項目中使用了CouchBase作為緩存服務器，從數(shù)據(jù)庫中拿到數(shù)據(jù)后通過protobuf序列化后放入CouchBase作為緩存，查詢數(shù)據(jù)的時候解壓并反序列化成數(shù)據(jù)對象，下面是ProtoBuf的具體使用方法

1、pom.xml引入相關依賴

<dependency>
? ? <groupId>com.google.protobuf</groupId>
?? ?<artifactId>protobuf-java</artifactId>
?? ?<version>3.5.0</version>
</dependency>
<dependency>
?? ?<groupId>io.protostuff</groupId>
?? ?<artifactId>protostuff-core</artifactId>
?? ?<version>1.4.0</version>
</dependency>
<dependency>
?? ?<groupId>io.protostuff</groupId>
?? ?<artifactId>protostuff-runtime</artifactId>
?? ?<version>1.4.0</version>
</dependency>

2、新建序列化工具類ProtoBufUtil.java

package com.xrq.demo.utils;?
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
?
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.objenesis.Objenesis;
import org.springframework.objenesis.ObjenesisStd;
?
import io.protostuff.LinkedBuffer;
import io.protostuff.ProtostuffIOUtil;
import io.protostuff.Schema;
import io.protostuff.runtime.RuntimeSchema;
?
/**
?* ProtoBufUtil 轉換工具類
?*?
?* @author XRQ
?*
?*/
public class ProtoBufUtil {
?? ?private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(ProtoBufUtil.class);
?? ?private static Map<Class<?>, Schema<?>> cachedSchema = new ConcurrentHashMap<Class<?>, Schema<?>>();
?
?? ?private static Objenesis objenesis = new ObjenesisStd(true);
?
?? ?@SuppressWarnings("unchecked")
?? ?private static <T> Schema<T> getSchema(Class<T> cls) {
?? ??? ?Schema<T> schema = (Schema<T>) cachedSchema.get(cls);
?? ??? ?if (schema == null) {
?? ??? ??? ?schema = RuntimeSchema.createFrom(cls);
?? ??? ??? ?if (schema != null) {
?? ??? ??? ??? ?cachedSchema.put(cls, schema);
?? ??? ??? ?}
?? ??? ?}
?? ??? ?return schema;
?? ?}
?
?? ?public ProtoBufUtil() {
?? ?}
?
?? ?@SuppressWarnings({ "unchecked" })
?? ?public static <T> byte[] serializer(T obj) {
?? ??? ?Class<T> cls = (Class<T>) obj.getClass();
?? ??? ?LinkedBuffer buffer = LinkedBuffer.allocate(LinkedBuffer.DEFAULT_BUFFER_SIZE);
?? ??? ?try {
?? ??? ??? ?Schema<T> schema = getSchema(cls);
?? ??? ??? ?return ProtostuffIOUtil.toByteArray(obj, schema, buffer);
?? ??? ?} catch (Exception e) {
?? ??? ??? ?log.error("protobuf序列化失敗");
?? ??? ??? ?throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
?? ??? ?} finally {
?? ??? ??? ?buffer.clear();
?? ??? ?}
?? ?}
?
?? ?public static <T> T deserializer(byte[] bytes, Class<T> clazz) {
?? ??? ?try {
?? ??? ??? ?T message = (T) objenesis.newInstance(clazz);
?? ??? ??? ?Schema<T> schema = getSchema(clazz);
?? ??? ??? ?ProtostuffIOUtil.mergeFrom(bytes, message, schema);
?? ??? ??? ?return message;
?? ??? ?} catch (Exception e) {
?? ??? ??? ?log.error("protobuf反序列化失敗");
?? ??? ??? ?throw new IllegalStateException(e.getMessage(), e);
?? ??? ?}
?? ?}
?
}

3、新建實體類User.java

注：重點是@Tag標簽需要按照順序往下排，如果需要新增字段，只能接著往下排，不能改變已存在的標簽序號

package com.xrq.demo.bo;?
import java.io.Serializable;
import java.util.Date; ?
import io.protostuff.Tag;
?
/**
?* 用戶信息類
?*?
?* @ClassName: User
?* @author XRQ
?* @date 2019年4月30日
?*/
public class User implements Serializable
{
? ? private static final long serialVersionUID = 1L;
?
? ? // 用戶ID
? ? @Tag(1)
? ? private int userId;
?
? ? // 用戶類型
? ? @Tag(2)
? ? private int userTypeId;
?
? ? // 用戶名?
? ? @Tag(3)
? ? private String userName;
?
? ? // 創(chuàng)建時間
? ? @Tag(4)
? ? private Date createDateTime;?
? ? public int getUserId()
? ? {
?
? ? ? ? return userId;
? ? }
?
? ? public void setUserId(int userId)
? ? {
?
? ? ? ? this.userId = userId;
? ? }
?
? ? public int getUserTypeId()
? ? {
?
? ? ? ? return userTypeId;
? ? }
?
? ? public void setUserTypeId(int userTypeId)
? ? {
?
? ? ? ? this.userTypeId = userTypeId;
? ? }
?
? ? public String getUserName()
? ? {
?
? ? ? ? return userName;
? ? }
?
? ? public void setUserName(String userName)
? ? {
?
? ? ? ? this.userName = userName;
? ? }
?
? ? public Date getCreateDateTime()
? ? {
?
? ? ? ? return createDateTime;
? ? }
?
? ? public void setCreateDateTime(Date createDateTime)
? ? {
?
? ? ? ? this.createDateTime = createDateTime;
? ? }
}

4、使用方式

User user = new User();
user.setUserId(1);
user.setUserTypeId(1);
user.setUserName("XRQ");
user.setCreateDateTime(new Date());
//序列化成ProtoBuf數(shù)據(jù)結構
byte[] userProtoObj= ProtoBufUtil.serializer(userInfo)
?
//ProtoBuf數(shù)據(jù)結構反序列化成User對象
User newUserObj = ProtoBufUtil.deserializer(userProtoObj, User.class))

ProtoBuf+Java+Springboot+IDEA應用 

什么是Protobuf

1.Google Protocol Buffer( 簡稱 Protobuf) 是 Google 公司內(nèi)部的混合語言數(shù)據(jù)標準；

2.Protocol Buffers 是一種輕便高效的結構化數(shù)據(jù)存儲格式，可以用于結構化數(shù)據(jù)串行化，或者說序列化。它很適合做數(shù)據(jù)存儲或 RPC 數(shù)據(jù)交換格式?？捎糜谕ㄓ崊f(xié)議、數(shù)據(jù)存儲等領域的語言無關、平臺無關、可擴展的序列化結構數(shù)據(jù)格式；

3.形式為.proto結尾的文件；

應用環(huán)境

近期接觸公司的網(wǎng)約車接口對接項目，第三方公司限定了接口的數(shù)據(jù)用protobuf格式序列化后，通過AES128加密后傳輸。

開發(fā)環(huán)境

Java+Spring boot+IDEA+Windows

新建Spring boot項目 在IDEA開發(fā)工具中安裝protobuf插件

添加配置maven依賴（可能一開始自己的項目中存在固有的配置，不要刪除，在對應的地方添加下面的配置即可，不需要修改）

<dependency>
	<groupId>io.protostuff</groupId>
	<artifactId>protostuff-runtime</artifactId>
	<version>1.4.0</version>
</dependency>

<plugin>
	<groupId>org.xolstice.maven.plugins</groupId>
	<artifactId>protobuf-maven-plugin</artifactId>
	<version>0.5.0</version>
	<configuration>
	<protocArtifact>
		com.google.protobuf:protoc:3.1.0:exe:${os.detected.classifier}
	</protocArtifact>
	<pluginId>grpc-java</pluginId>
	</configuration>
	<executions>
		<execution>
			<goals>
				<goal>compile</goal>
                <goal>compile-custom</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

寫項目對應的.proto文件（這里貼一部分代碼）

// 版本號
syntax = "proto2";
// 打包路徑
option java_package="XXX1";
// Java文件名
option java_outer_classname="XXX2";
// 屬性信息
message BaseInfo {
	// 公司標識
	required string CompanyId       = 1;
	// 公司名稱
	required string CompanyName     = 2;
    // 操作標識
	required uint32 Flag            = 3;
	// 更新時間
	required uint64 UpdateTime      = 4;
}

.proto文件存在項目路徑

生成.java文件方式（點擊項目中的.proto文件，找到對應的maven依賴，雙擊標識2對應的protobuf:compile文件）

運行成功之后在對應路徑下查看生成的.java文件

生成的Java文件即可使用（如果在業(yè)務中.proto文件很大，生成的Java大小超出IDEA默認的2.5M，生成的Java文件將被IDEA誤認為不是Java文件，導致生成的Java文件不可使用，這時需要修改IDEA的配置文件，將默認的大小修改，重啟IDEA即可） 進行數(shù)據(jù)序列化

List<BaseInfo> baseInfoList = baseInfoMapper.selectAll();
XXX2.OTIpcList.Builder listBuilder = XXX2.OTIpcList.newBuilder();
XXX2.OTIpc.Builder otipcBuilder = XXX2.OTIpc.newBuilder();
otipcBuilder.setCompanyId(ProjectConstant.COMPANY_ID);
otipcBuilder.setSource(ProjectConstant.COMPANY_SOURCE);
otipcBuilder.setIPCType(OTIpcDef.IpcType.baseInfoCompany);
for(int i=0;i<baseInfoList .size();i++){
	try{
		XXX2.BaseInfo.Builder baseInfoBuilder = XXX2.BaseInfo.newBuilder();
		baseInfoBuilder .setCompanyId(baseInfoList .get(i).getCompanyid());
		baseInfoBuilder .setCompanyName(baseInfoList .get(i).getCompanyname());
		baseInfoBuilder .setFlag(baseInfoList .get(i).getFlag());
		baseInfoBuilder .setUpdateTime(baseInfoList .get(i).getUpdatetime());
		for(int j=0;j<10;j++) {
			otipcBuilder.addBaseInfo(baseInfoBuilder .build());
		}
	}
	catch (Exception e){
		LoggerUtils.info(getClass(),e.getMessage());
	}
}
listBuilder.addOtpic(otipcBuilder);

進行數(shù)據(jù)AES128位加密

public static String sendScreate(OTIpcDef.OTIpcList.Builder listBuilder) {
        String screateKeyString = getSecretKey();
        String screateKey = screateKeyString.split(";")[1];
        String screateValue = screateKeyString.split(";")[0];
        OTIpcDef.OTIpcList list = listBuilder.build();
        ByteArrayOutputStream output = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            list.writeTo(output);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        byte[] data = null;
        try{
            byte[] keyByte = new byte[screateValue.length()/2];
            for(int j=0;j<screateValue.length()/2;j++) {
                byte b = (byte) ((Integer.valueOf(String.valueOf(screateValue.charAt(j*2)), 16) << 4) |
                        Integer.valueOf(String.valueOf(screateValue.charAt(j*2+1)), 16));
                keyByte[j] = b;
		}
		Key secretKey= new SecretKeySpec(keyByte,"AES");
		Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
		Cipher cipher= Cipher.getInstance("AES/ECB/PKCS7Padding", "BC");
		cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);
		data = cipher.doFinal(output.toByteArray());
		sendPostJSON(screateKey, data);
		return "success";
	} catch(Exception e){
		e.printStackTrace();
	}
	return null;
}

小結一下：經(jīng)驗證，Protobuf 序列化相比XML，JSON性能更好，在Protobuf 官網(wǎng)看到在創(chuàng)建對象，將對象序列化為內(nèi)存中的字節(jié)序列，然后再反序列化的整個過程中相比其他相似技術的性能測試結果圖，但是在通用性上會存在局限性，功能相對簡單，不適合用來描述數(shù)據(jù)結構。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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