protobuf与stream的简单比较

使用protobuf与传统的stream作比较
1.协议模型：

package tutorial;

option java_package = "com.example.tutorial";
option java_outer_classname = "RoleTest";
message Role {
	optional int64 id = 1;	
  optional string name = 2;
  optional string email = 3;
}

即此协议包括id name email三个字段。

2.write写法比较
protobuf的写法如下

	public static byte[] protobufEncode() throws Exception{
		Builder builder = Role.newBuilder();
		builder.setId(id);
		builder.setName(name);
		builder.setEmail(mail);
		Role build = builder.build();
		byte[] byteArray = build.toByteArray();
		return byteArray;
	}

stream的写法如下

	public static byte[] streamEncode() throws Exception{
		ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
		DataOutputStream output = new DataOutputStream(bos);
		output.writeLong(id);
		output.writeUTF(name);
		output.writeUTF(mail);
		byte[] bytes = bos.toByteArray();
		return bytes;
	}	

可以看出protobuf是不用在代码体现按照顺序write，而stream则需要。

3.read的写法比较

protobuf的写法如下

	public static void protobufDecode(byte[] data) throws Exception{
		Role role = Role.parseFrom(data);
		System.err.println(role.getId()+",name:"+role.getName()+",email:"+role.getEmail());
	}

stream的写法如下

	public static void streamDecode(byte[] data) throws IOException{
		ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(data);
		DataInputStream input = new DataInputStream(bis);
		long id = input.readLong();
		String name = input.readUTF();
		String email = input.readUTF();
		System.err.println(id+",name:"+name+",email:"+email);
	}

跟write一样，protobuf是不用按照顺序读，直接可以转换成一个对象。

4.write的特殊情况
有一些协议的第一个字段是表示结果(如回复添加好友)。在操作验证失败的情况下，一般客户端会
提示一些语句，如'此玩家已经是您的好友'。这种操作失败的协议通常除第一个字段以后的字段(好友id、名字、性别等)都是
可以忽略的，但是用普通的stream方式去read，一定要完整读完，否则会抛异常。
而protobuf则可以在定义协议的时候使用optional关键字表示此字段是可以不发送的，所以用protobuf，可以这样写

	public static byte[] protobufEncode() throws Exception{
		Builder builder = Role.newBuilder();
		builder.setId(id);
		//builder.setName(name);
		//builder.setEmail(mail);
		Role build = builder.build();
		byte[] byteArray = build.toByteArray();
		return byteArray;
	}

读取的时候能够正常转换成对象，而没发送的字段按照字段类型的默认值来表示，如string默认是''，boolean是false,int32是0

5.流量对比
protobuf在压缩成byte[]的时候会动态计算字段的大小,但是会占用位，具体未看明白，看比较。
A.只发送整形的对比
用long型id，为以下情况

id:1
stream,len:8
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]
protobuf,len:2
[16, 1]

id:1000
stream,len:8
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 3, -24]
protobuf,len:3
[16, -24, 7]

id:1000000
stream,len:8
[0, 0, 0, 0, 0, 15, 66, 64]
protobuf,len:4
[16, -64, -124, 61]

id:10000000000
stream,len:8
[0, 0, 0, 2, 84, 11, -28, 0]
protobuf,len:6
[16, -128, -56, -81, -96, 37]

id:10000000000000
stream,len:8
[0, 0, 9, 24, 78, 114, -96, 0]
protobuf,len:8
[16, -128, -64, -54, -13, -124, -93, 2]

id:1000000000000000
stream,len:8
[0, 3, -115, 126, -92, -58, -128, 0]
protobuf,len:9
[16, -128, -128, -102, -90, -22, -81, -29, 1]

id:100000000000000000
stream,len:8
[1, 99, 69, 120, 93, -118, 0, 0]
protobuf,len:10
[16, -128, -128, -88, -20, -123, -81, -47, -79, 1]

可以看出，当id数值小的时候，protobuf会比stream好，当数值到一定时，两者相同，当数值很大，protobuf会比stream差。

B.只发送字符串

name:k
stream,len:3
[0, 1, 107]
protobuf,len:3
[10, 1, 107]


name:kyle
stream,len:6
[0, 4, 107, 121, 108, 101]
protobuf,len:6
[10, 4, 107, 121, 108, 101]

name:kylekyle
stream,len:10
[0, 8, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101]
protobuf,len:10
[10, 8, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101]

name:kylekylekyle
stream,len:14
[0, 12, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101]
protobuf,len:14
[10, 12, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101, 107, 121, 108, 101]

可以看出，发送字符串是差不多的。


6.性能对比
发送id name email，作不同次数的读写循环对比，id选取两者流量相同10000000000000

id:10000000000000,name:kyle,email:[email protected]
loop times:100
stream,spend:2 ms
protobuf,spend:30 ms

id:10000000000000,name:kyle,email:[email protected]
loop times:10000
stream,spend:33 ms
protobuf,spend:81 ms

id:10000000000000,name:kyle,email:[email protected]
loop times:100000
stream,spend:176 ms
protobuf,spend:178 ms

id:10000000000000,name:kyle,email:[email protected]
loop times:1000000
stream,spend:1590 ms
protobuf,spend:1179 ms

比较奇怪，当循环数比较小时，stream领先，当循环数比较大时，protobuf领先