CocosCreator 面试题（十五）Cocos Creator如何内置protobuf JS版本?

一、说说protobuf 是什么？


Protocol Buffers（简称为ProtoBuf）是一种由Google开发的数据序列化格式。它是一种轻量级、高效且通用的数据交换格式，可用于各种编程语言和平台。


ProtoBuf使用结构化的消息定义语言（IDL），类似于XML或JSON，来描述数据的结构。通过定义消息的字段、类型和顺序，可以创建一个消息模板。然后，使用ProtoBuf编译器将消息模板编译成特定编程语言的类或结构体，从而将结构化数据转换为可序列化的二进制格式。


ProtoBuf的主要优点包括：

1. 高效性能：ProtoBuf生成的二进制数据比文本格式更紧凑，解析速度更快，占用更少的网络带宽和存储空间。
2. 跨语言和平台支持：ProtoBuf支持多种编程语言，包括C++、Java、Python等，使得不同语言之间的数据交换变得简单和可靠。
3. 向后兼容性：ProtoBuf支持向后兼容性，可以在不破坏现有数据结构的情况下向消息添加新字段，而不需要对旧代码进行修改。
4. 代码生成：ProtoBuf提供了代码生成工具，可以根据消息定义自动生成相关的类或结构体，简化了数据的序列化和反序列化过程。
5. 可读性：ProtoBuf的消息定义语言相对简洁和易读，支持注释和文档说明，使得开发人员能够更清晰地理解数据结构。

ProtoBuf广泛应用于分布式系统、网络通信、数据存储等领域，特别是在需要高效性能和跨语言支持的场景下。它被许多大型项目和开源框架使用，如Google的内部通信协议、gRPC、Kubernetes等。

二、cocos creator如何支持protobuf,具体如何操作？

• 安装 protobuf

首先，我们需要在本地安装 protobuf。如果你已经安装了 protobuf，可以跳过这一步。如果没有安装，可以从 protobuf 的官网（https://developers.google.com/protocol-buffers）下载最新版本的 protobuf。

• 安装 protobuf.js

在 Cocos Creator 中使用 protobuf，我们需要使用 protobuf.js 这个库。可以通过 npm 安装 protobuf.js：

npm install protobufjs

• 编写 .proto 文件

在使用 protobuf.js 之前，我们需要编写一个 .proto 文件来描述数据结构。下面是一个简单的 .proto 文件示例：

syntax = "proto3";

message Player {
    string name = 1;
    int32 level = 2;
    repeated int32 items = 3;
}

这个 .proto 文件定义了一个 Player 类型，包含了三个字段：name、level 和 items。其中，name 和 level 是普通的字段，items 是一个 repeated 字段，表示它可以包含多个值。

• 使用 protobuf.js

在 Cocos Creator 中使用 protobuf.js，我们需要先加载 .proto 文件，然后使用 protobuf.js 提供的 API 进行序列化和反序列化操作。下面是一个简单的示例代码：

const protobuf = require("protobufjs");

// 加载 .proto 文件
protobuf.load("player.proto", function(err, root) {
    if (err) {
        console.error(err);
        return;
    }

    // 获取 Player 类型
    const Player = root.lookupType("Player");

    // 创建一个 Player 对象
    const player = {
        name: "张三",
        level: 10,
        items: [1, 2, 3]
    };

    // 序列化 Player 对象
    const buffer = Player.encode(player).finish();

    // 反序列化 Player 对象
    const decoded = Player.decode(buffer);

    console.log(decoded);
});

这个示例代码首先加载了 player.proto 文件，然后获取了 Player 类型。接着，它创建了一个 Player 对象，并使用 protobuf.js 提供的 API 对其进行序列化和反序列化操作。最后，它将反序列化后的对象输出到控制台。

三、protobuf 与json和xml相比有哪些优势？

Protobuf（Protocol Buffers）是一种轻量级的数据序列化格式，与JSON（JavaScript Object Notation）和XML（eXtensible Markup Language）相比，具有以下几个优势：

1. 更小的数据体积：Protobuf使用二进制编码，相比于文本格式的JSON和XML，它生成的序列化数据体积更小。这在网络传输和存储上都有明显的性能优势，减少了带宽消耗和存储空间。
2. 更高的序列化/反序列化速度：由于Protobuf采用二进制编码，解析速度比JSON和XML更快。Protobuf使用预先生成的高效解析代码，而JSON和XML通常需要在运行时进行解析，因此Protobuf在性能上具有明显优势。
3. 更好的跨平台支持：Protobuf定义了一套跨平台的消息描述语言（IDL），可以生成多种编程语言的代码。这使得不同语言之间的数据交换更加方便，不再受限于特定语言的序列化和反序列化库。
4. 更强的版本兼容性：Protobuf具备良好的版本兼容性，可以向后兼容和向前兼容。在新增或删除字段时，旧版本的解析代码可以继续解析新版本的数据，而不会抛出异常。这在分布式系统的升级和演进过程中非常有用。
5. 支持更丰富的数据类型：Protobuf提供了丰富的数据类型，包括数字、字符串、布尔值、枚举、嵌套消息等。相比之下，JSON和XML的数据类型相对简单，无法直接表示一些复杂的数据结构。
6. 可扩展性强：Protobuf支持向现有消息结构添加新字段和消息，而不会破坏现有代码的兼容性。这对于长期演进的系统非常重要，可以避免大规模的代码重构。

尽管Protobuf在性能和体积方面具有明显的优势，但JSON和XML也有它们自己的优势。JSON和XML是文本格式，更易于阅读和调试，而且在对人类友好的接口和数据交换上更为常见和广泛支持。

因此，选择使用哪种数据序列化格式取决于具体的需求和场景，需要综合考虑性能、体积、可读性、跨平台支持等因素。

四、websocket 发送protobuf数据要如何配置才正确？

要在 WebSocket 中发送 Protobuf 数据，你需要完成以下配置步骤：

1. 选择 WebSocket 库和 Protobuf 库：首先，选择适合你编程语言的 WebSocket 库和 Protobuf 库。WebSocket 库用于建立 WebSocket 连接和发送/接收数据，Protobuf 库用于序列化和反序列化 Protobuf 数据。
2. 定义 Protobuf 消息：使用 Protobuf 定义你的消息结构。创建一个 .proto 文件，其中包含消息的字段和类型定义。
3. 生成 Protobuf 代码：使用 Protobuf 编译器将 .proto 文件编译成你所选择的编程语言的代码。这将生成用于序列化和反序列化消息的类或结构体。
4. 建立 WebSocket 连接：使用选定的 WebSocket 库建立与服务器的 WebSocket 连接。请参考所选库的文档和示例，了解如何建立连接并处理消息。
5. 序列化 Protobuf 数据：将你的数据对象实例序列化为 Protobuf 格式的字节流。使用生成的 Protobuf 代码中提供的序列化方法。
6. 发送数据：将序列化后的 Protobuf 字节流发送到服务器。具体方法取决于所选的 WebSocket 库，通常会有一个发送消息的函数或方法。

以下是一个伪代码示例（使用Python和WebSocket库 websockets、Protobuf库 protobuf）：

import websocket
import protobuf

# 1. 选择 WebSocket 库和 Protobuf 库

# 2. 定义 Protobuf 消息

# 3. 生成 Protobuf 代码

# 4. 建立 WebSocket 连接
ws = websocket.create_connection("ws://example.com/socket")

# 5. 序列化 Protobuf 数据
message = protobuf.MyMessage()
message.field1 = "value1"
message.field2 = 123
data = message.SerializeToString()

# 6. 发送数据
ws.send(data)

# 关闭 WebSocket 连接
ws.close()