随手记分享：还在用JSON? Google Protocol Buffers 更快更小(iOS 实践篇)

背景

由于随手记客户端与服务端交互的过程中，对部分数据的传输大小和效率有较高的要求，普通的数据格式如 JSON 或者 XML 已经不能满足，因此决定采用 Google 推出的 Protocol Buffers 以达到数据高效传输。

介绍

Protocol buffers(https://developers.google.com/protocol-buffers/)为 Google 提出的一种跨平台、多语言支持且开源的序列化数据格式。相对于类似的 XML 和 JSON，Protocol buffers 更为小巧、快速和简单。其语法目前分为proto2和proto3两种格式。

目前 Google 官方的 Protobuf(https://github.com/google/protobuf/) 最新 release 版本为3.5.1，以下都是基于此版本的环境搭建。

关于 Protocol Buffer 的使用可以查阅官方文档(https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview)

准备工作

环境要求

Objective-C 2.0 Runtime (32bit & 64bit iOS, 64bit OS X)
Xcode 7.0+

Note
Protobuf 出于性能考虑没有使用 ARC，但在 ARC 下是可以使用的

安装

1.下载 Protobuf 代码包(https://github.com/google/protobuf/releases)，这里选择 protobuf-objectivec-3.5.1.tar.gz

2.解压代码包

3.编译 Protobuf，这里可能需要安装部分工具:

$ brew install autoconf
$ brew install automake
$ brew install libtool

4.运行下面脚本进行编译

$ ./autogen.sh
$ ./configure
$ make
$ make install

5.检查protobuf是否安装成功

$ protoc --version

如果成功打印版本号则安装成功

libprotoc 3.5.1

在 iOS 中使用 Protobuf

创建.proto文件

这里使用官方文档上的一份示例数据结构创建Person.proto

syntax = "proto3";

message Person {
  string name = 1;
  int32 id = 2;
  string email = 3;

  enum PhoneType {
    MOBILE = 0;
    HOME = 1;
    WORK = 2;
  }

  message PhoneNumber {
    string number = 1;
    PhoneType type = 2;
  }

  repeated PhoneNumber phone = 4;
}

使用命令行编译Person.proto为objective-c的文件，编译出来的文件为Person.pbobjc.h和Person.pbobjc.m

protoc Person.proto --objc_out=./

引入 Protobuf 运行时资源

Google 官方的文档(https://github.com/google/protobuf/tree/master/objectivec#building)提供了两种引入方式，但使用第一种的时候编译不能通过，所以这里选择了第二种：

复制protobuf目录下的objectivec/*.h, objectivec/google/protobuf/*.pbobjc.h, objectivec/google/protobuf/*.pbobjc.m, 以及除去objectivec/GPBProtocolBuffers.m后的objectivec/*.m

这里直接用命令行操作，首先进入protobuf下objectivec的目录:

$ cd protobuf-3.5.1/objectivec

然后复制符合规则的文件到指定的工程目录下:

$ mkdir ~/ProtobufDemo/ProtocolBuffers ~/ProtobufDemo/ProtocolBuffers/google ~/ProtobufDemo/ProtocolBuffers/google/protobuf
$ cp *.h *.m ~/ProtobufDemo/ProtocolBuffers
$ cp google/protobuf/*.pbobjc.h google/protobuf/*.pbobjc.m ~/ProtobufDemo/ProtocolBuffers/google/protobuf

Note
上面的命令并没有排除 GPBProtocolBuffers.m 文件，引入时需要手动排除

现在把ProtocolBuffers目录下所有文件以及上面编译出来的Person.pbobjc.h和Person.pbobjc.m都引入到工程中

现在工程目录结构大概是长这样

ProtobufDemo 工程结构

需要注意，由于protobuf没有使用 ARC，因此需要为所有.m文件加上-fno-objc-arc来关闭 ARC

compile-source

Note
需要注意工程中的 Header Search Paths 要增加 $(PROJECT_DIR)/ProtocolBuffers(具体的路径视情况而定)

直接引入 ProtocolBuffers 工程

如果觉得手动引入文件的方式过于复杂，可以直接引入ProtocolBuffers工程作为依赖项

1.进入解压后的protobuf目录下，复制objective目录下的所有文件到ProtobufDemo/ProtocolBuffers目录下

2.在ProtobufDemo工程中引入ProtocolBuffers_iOS工程

ProtobufDemo 工程结构

3.在Build Phases中加入依赖关系并链接库

Build Phases配置

4.引入Person.pbobjc.h和Person.pbobjc.m文件并为.m加上-fno-objc-arc

5.修改工程配置中部分路径为 $(PROJECT_DIR)/ProtocolBuffers

测试

首先引入头文件

#import "Person.pbobjc.h"

生成Person对象并进行编码和解码

Person *p = [[Person alloc] init];
p.id_p = 1;
p.name = @"person1";
p.email = @"123@qq.com";

//encode
NSData *data = [p data];
NSLog(@"Protocol Buffers:\n%@\nData: %@\nData Length: %lu", p, data, data.length);

//decode
Person *newP = [[Person alloc] initWithData:data error:nil];
NSLog(@"Decoded: %@", newP);


运行程序，打印日志如下：
Protocol Buffers:
: {
    name: "person1"
    id: 1
    email: "123@qq.com"
}
Data: <0a077065 72736f6e 3110011a 0a313233 4071712e 636f6d>
Data Length: 23
Decoded: : {
    name: "person1"
    id: 1
    email: "123@qq.com"
}

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