简介
Protocol Buffers 又简称为 Protobuf、PB。是 Google 推出的一种数据交换格式。注意，这是二进制的交换数据。
Protobuf 有自己的编译器，在 Linux 中叫做 protoc ，可以解释.proto 文件并且生成对应语言的源文件。目前 Google 提供了三种语言：Java, C++, Python。后面我们就以 C++ 来说明，其他语言类似。
总结一下：我们所说的 Protobuf，其实可以说是包含以下几部分：
- 一种数据交换格式，可以将 C++ 中定义的存储类的内容 与 二进制序列串 相互转换，主要用于数据传输或保存
- 定义了一种源文件，扩展名为 .proto，使用这种源文件，可以定义存储类的内容
- Google 提供了一个编译器 protoc，可以编译 .proto编译成 .cc文件，使之成为一个可以在 C++ 工程中直接使用的类。类的功能非常完善，后文辉具体说明。
.proto 的简单语法
我们来定义一个可以覆盖大多数使用情况的例子，定义一个高中的班级和班上学生的信息
// --------------------------------------
// File: School.HighSchool.proto
//
package School.HighSchool;
message Person
{
optional int32 id = 1;
optional int32 age = 2;
optional string first_name = 3;
optional string last_name = 4;
optional bool is_female = 5;
};
message Class
{
optional int32 grade_num = 1;
optional int32 class_num = 2;
optional Person head_teacher = 3;
repeated Person students = 4;
};文件的建议命名为 “包名.消息名.proto”。对于 C++ 而言，就是 “命名空间.数据类.proto”。
上面这段的语义，我直接用 C++ 的概念来说明吧：
- 定义包的分类（命名空间）是 School 类别下的 HighSchool 子类别。
- 定义一个 个人 数据类，包含学生的 ID、姓、名、性别等等信息。
- 定义一个 班级 数据类，包含年级号和班级号、班主任信息、所有学生的信息。
这里有必要说明 optional 和 repeated。前者表示这个数据类型是可选的，也就是说有可能不存在这样的一个数据信息。后者表示这个数据类型是多个的，可以理解为一个堆，或者说一个 set、一个集合，总之就是多个同类数据，类似于 C++ 中的 vector。对应于 JSON 中的 array。Repeated 类型的数据有可能是空的（成员为 0）。
与 optional 相对应的是 required 类型，表示这个数据类型是必须的。但是，大部分资料都建议不要用这种类型。
生成C++类
上面的源文件，可以使用以下命令进行编译：
protoc -I=$SRC_DIR --cpp_out=$DST_DIR School.HighSchool.proto编译完成后，生成两个文件：School.HighSchool.pb.cc 和 School.HighSchool.pb.h。
在类里面，大体结构是这样的：
namespace School {
namespace HighSchool {
class Person : public ::google::protobuf::Message {
...
} // end of class Student
class Class : public ::google::protobuf::Message {
...
} // end of class public
}} // end of namespaces
