protobuf怎么發(fā)現(xiàn)的？

最近我們在項(xiàng)目中，通過使用 protobuf 格式作為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一個(gè)載體。一個(gè)不小心就給自己埋了個(gè)大坑，還是過了好久才發(fā)現(xiàn)。

protobuf 簡介

protobuf 全名叫 Protocal buffers. 它是由 Google 研發(fā)的，一種可跨語言、可跨平臺(tái)、可擴(kuò)展的序列化數(shù)據(jù)的機(jī)制。類似于 XML ，但是它更小、更快、更簡單。你只需要定義一次你希望的數(shù)據(jù)如何被結(jié)構(gòu)化，然后你可以使用它的生成工具，生成包含一些序列化和反序列化等操作的源代碼?？梢暂p松地從各種數(shù)據(jù)流和使用各種編程語言寫入和讀取結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。

proto2版本支持在Java、Python、Objective-C和C++中生成代碼。使用新的proto3語言版本，你還可以使用Kotlin、Dart、Go、Ruby、PHP和C#，還有更多的語言。

怎么發(fā)現(xiàn)的？

在我們的新項(xiàng)目中，我們通過使用 protobuf 格式來存儲(chǔ)項(xiàng)目運(yùn)行的數(shù)據(jù)。這樣我們在調(diào)試過程中，可能根據(jù)現(xiàn)場錄制的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地的調(diào)試。

message ImageData {
// ms
int64 timestamp = 1;
int32 id = 2;
Data mat = 3;
}

message PointCloud {
// ms
int64 timestamp = 1;
int32 id = 2;
PointData pointcloud = 3;
}

message State {
  // ms
  int64 timestamp = 1;
  string direction = 2;
}

message Sensor {
repeated PointCloud point_data = 1;
repeated ImageData image_data = 2;
repeated State vehicle_data = 3;
}

我們定義了這樣一組數(shù)據(jù)， 然后存儲(chǔ)的時(shí)候，因?yàn)镾ensor 這3個(gè)數(shù)據(jù)源的幀率不一樣，因此存儲(chǔ)的時(shí)候，單個(gè) Sensor 中其實(shí)只包含了一組數(shù)據(jù)，另外兩個(gè)類型的數(shù)據(jù)并沒有包含進(jìn)去。

當(dāng)我們只錄制單個(gè) pack 的時(shí)候，我們并沒有遇到問題。直到我們覺得單個(gè)包，不能長時(shí)間錄制，我們需要找一種解決方法來分割包 。

當(dāng)時(shí)覺得這個(gè)一定是很簡單的，我們就設(shè)定了一個(gè)包達(dá)到 500M 的時(shí)候，我們就讓后面的數(shù)據(jù)存到新的包中。很順利的寫完，然后放到現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)錄制。錄制一段時(shí)間之后，我們把包拿回來進(jìn)行模擬測試我們的新程序。發(fā)現(xiàn)有些包的數(shù)據(jù)解析出來是有問題的。程序運(yùn)行到一半會(huì)卡在那里不動(dòng)。經(jīng)過多次測試，發(fā)現(xiàn)是部分包有這個(gè)問題。

我們一開始懷疑的是，判斷文件大小的方式不對，影響到了分包。因?yàn)榕袛辔募笮〉臅r(shí)候，會(huì)去打開文件。但是經(jīng)過好幾種其他的不打開文件的方式判斷，從而進(jìn)行分割。還是遇到了部分錄制的包有問題。

這時(shí)我才懷疑到 protobuf 對存儲(chǔ)數(shù)據(jù)會(huì)有一些特殊的要求。后來看了一些文章，了解到 protobuf 存儲(chǔ)多組數(shù)據(jù)到一個(gè)文件需要有標(biāo)志符。要不然后面從文件解析回來的時(shí)候，protobuf 因?yàn)椴恢绬蝹€(gè)數(shù)據(jù)的停止符在哪里，導(dǎo)致數(shù)據(jù)解析出錯(cuò)。

到這里，這個(gè)坑出現(xiàn)了。我們存儲(chǔ)了一系列的數(shù)據(jù)到單個(gè)包中，沒有做任何分隔符的操作。protobuf在解析的時(shí)候，把文件中所有的內(nèi)容都解析成了單個(gè)Sensor。Sensor 中包含里所有數(shù)據(jù)， protobuf 主動(dòng)合并了所有存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

在這時(shí)，我才發(fā)現(xiàn)以前單包錄制的時(shí)候，數(shù)據(jù)都是對的，那真的是我運(yùn)氣好。protobuf恰好解析成功了。

怎么解決呢？

既然知道 protobuf 會(huì)這么操作，那我們就只要知道 protobuf 怎么分割就行了。這個(gè)方法還真不好找，因?yàn)橄裎覀冞@樣使用的人太少了。中文搜索完全搜不到這一塊的內(nèi)容，可能大家都不會(huì)使用protobuf來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)吧，大家使用的方式應(yīng)該都是多個(gè)服務(wù)中進(jìn)行交互的場景吧。

最終通過stackoverflow上的一些回答找到了答案，從回答中得知，這個(gè)解決辦法在 protobuf 3.3 的時(shí)候，才正式被合并進(jìn)去?？雌饋磉@個(gè)功能真的很少用啊。

bool SerializeDelimitedToOstream(const MessageLite& message,
                                                 std::ostream* output);
bool ParseDelimitedFromZeroCopyStream(
    MessageLite* message, io::ZeroCopyInputStream* input, bool* clean_eof);

通過這一對方法，可以對文件進(jìn)行按照數(shù)據(jù)流一個(gè)一個(gè)的存儲(chǔ)讀取。再也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)被合并讀取。

當(dāng)然通過這種方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，不能被原來的解析方式所解析，存儲(chǔ)的而進(jìn)行格式完全變了。這種方式會(huì)先存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)的大小，再存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

結(jié)束語

經(jīng)過一番折騰，終于搞定了這個(gè)分割的坑。使用場景可能比較小眾，導(dǎo)致了很多資料根本找不到。靠自己看源碼才發(fā)現(xiàn)這些問題。C++ 的源碼真不好讀，有很多的模板方法、模板類容易錯(cuò)過一些細(xì)節(jié)。最后還是看的C#的代碼，才完全確認(rèn)的。