【应用笔记】嵌入式领域的protocol buffer源码库：Nanopb
1 简介
Protocol Buffers 是由 google 开发，轻便高效的结构化数据存储格式，可以用于结构化数据串行化，或者说序列化。它很适合做数据存储或 RPC 数据交换格式。可用于通讯协议、数据存储等领域的语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。优点是数据压缩率高，编解码快速， 缺点是编码后的二进制流不具备可读性。Nanopb 是用c语言实现，用于嵌入式领域的protocol buffer源码库，它仅需很小的资源就能运行，编译后代码空间需要2~10K，ram只需要300字节，项目主页地址为 https://jpa.kapsi.fi/nanopb/ 。
Protocol Buffers 交换的消息格式用proto文件来描述，proto文件会根据对应的语言编译成相应的源文件添加到项目中，函数库在编解码时需要引用这些源文件中的内容。
2 下载
nanopb每个版本发布有四个包可下载，作为大多数用户，下载对应系统的版本即可，它包含对应系统的代码生成工具及其依赖，用于生成 *.pb.c和 *.pb.h文件。
3 proto文件编译
protoc是proto描述文件的编译工具，用于生成 *.pb.c和 *.pb.h文件，protoc在generator-bin文件夹内，编译时使用以下命令，第一个参数中的点表示将生成文件输出到当前目录。
generator-bin/protoc --nanopb_out=. myprotocol.proto
4 proto文件描述语法
参考：https://blog.csdn.net/sylar_d/article/details/51325987
5 引用库
下载最新的版本的nanopb，将以下文件添加到项目中
- pb.h
- pb_common.h and pb_common.c (必须)
- pb_decode.h and pb_decode.c (需要解码时)
- pb_encode.h and pb_encode.c (需要编码时)
继续添加你的protocol buffer描述文件如
- myprotocol.pb.c (自动生成，包含常亮初始值)
- myprotocol.pb.h (自动生成，包含类型声明)
接下来就可以开始的业务工作了，可参考examples文件夹中的各种示例，其中simple文件夹为最简单的例子，下面为该例子相关文件的简化内容。
simple.proto：
syntax = "proto3";
message SimpleMessage {
int32 lucky_number = 1;
}
simple.pb.h：
typedef struct _SimpleMessage {
int32_t lucky_number;
} SimpleMessage;
#define SimpleMessage_init_default {0}
#define SimpleMessage_init_zero {0}
simple.pb.c：
#include "simple.pb.h"
const pb_field_t SimpleMessage_fields[2] = {
PB_FIELD( 1, INT32 , SINGULAR, STATIC , FIRST, SimpleMessage, lucky_number, lucky_number, 0),
PB_LAST_FIELD
};
simple.c：
int main()
{
//该缓存会存放编码后的数据
uint8_t buffer[128];
size_t message_length;
bool status;
// 对一个消息编码
{
SimpleMessage message = SimpleMessage_init_zero;
//定义一个定向目标缓存区的流
pb_ostream_t stream = pb_ostream_from_buffer(buffer, sizeof(buffer));
message.lucky_number = 13;
//开始编码消息
status = pb_encode(&stream, SimpleMessage_fields, &message);
message_length = stream.bytes_written;
if (!status)
{
printf("Encoding failed: %s\n", PB_GET_ERROR(&stream));
return 1;
}
}
}