google protocol buffer 编码详解（1）

在进行前，需要阅读下基础知识

基本知识：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/encoding

中文译文：http://www.wuzesheng.com/?p=1258

1. 从最简单的开始

 message Info

{
        optional int32 m_iValue = 1;

}

Test::Info stInfo;
stInfo.set_m_ivalue(2);

输出：

buf size:2, content:
Bin: 0000100000000010
Hex: 0802

解释： 00001000 （field number 1 左移3位） 00000010（2）

2. optional 定义的成员，如果没有设置值，那么不会被编码

 message Info

{
       optional int32 m_iValue = 1;

}

Test::Info stInfo;

不设置成员值

buf size:0, content:
Bin: 
Hex: 

3.  required vs optional

message Info

{
        required int32 m_iValue = 1;

}

设置成员值和不设置成员值，输入跟上面的optional是一样的，难道在c++的实现下，required和optional没区别？

diff查看2者生成的文件，cc文件区别如下：

optional.cc

bool Info::IsInitialized() const {


  return true;
}

void protobuf_AddDesc_test_2eproto() {
  static bool already_here = false;
  if (already_here) return;
  already_here = true;
  GOOGLE_PROTOBUF_VERIFY_VERSION;


  ::google::protobuf::DescriptorPool::InternalAddGeneratedFile(
    "\n\ntest.proto\022\004Test\"\030\n\004Info\022\020\n\010m_iValue\030\001"
    " \001(\005", 44);//这里是001
  ::google::protobuf::MessageFactory::InternalRegisterGeneratedFile(
    "test.proto", &protobuf_RegisterTypes);
  Info::default_instance_ = new Info();
  Info::default_instance_->InitAsDefaultInstance();
  ::google::protobuf::internal::OnShutdown(&protobuf_ShutdownFile_test_2eproto);
}

required.cc

bool Info::IsInitialized() const {
  if ((_has_bits_[0] & 0x00000001) != 0x00000001) return false;//多了这样一行


  return true;
}

void protobuf_AddDesc_test_2eproto() {
  static bool already_here = false;
  if (already_here) return;
  already_here = true;
  GOOGLE_PROTOBUF_VERIFY_VERSION;


  ::google::protobuf::DescriptorPool::InternalAddGeneratedFile(
    "\n\ntest.proto\022\004Test\"\030\n\004Info\022\020\n\010m_iValue\030\001"
    " \002(\005", 44);//这里是002
  ::google::protobuf::MessageFactory::InternalRegisterGeneratedFile(
    "test.proto", &protobuf_RegisterTypes);
  Info::default_instance_ = new Info();
  Info::default_instance_->InitAsDefaultInstance();
  ::google::protobuf::internal::OnShutdown(&protobuf_ShutdownFile_test_2eproto);
}

也就是说在required生成的文件中是有生成函数IsInitialized()来检测成员是否赋值，但是在真正serialize的时候并没有调用该函数去检查是否设置成员值。难道是需要程序员自己来主动调用该函数进行检查。

4. 负数的编码 int vs sint

message Info

{
        optional int32 m_iValue = 1;
}

Test::Info stInfo;

stInfo.set_m_ivalue(-1);

output:

buf size:11, content:
Bin: 0000100011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100000001
Hex: 08ffffffffffffffffff01

解释：64位的int（为什么是64位，不是指明32位吗？）-1，编码为8个f，因为pb每个byte需要一位来指明编码是否结束，每个byte的实际有效位只有7位，所以编码-1，需要10个byte（64除以7=9，余1）。综合起来，那么编码-1就需要11个byte

Test::Info stInfo;

stInfo.set_m_ivalue(-3);

buf size:11, content:
Bin: 0000100011111101111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111100000001
Hex: 08fdffffffffffffffff01

解释：-3的编码为fd+7个f，其它的解释同上

message Info
{
        optional sint32 m_iValue = 1;
}

 Test::Info stInfo;
 stInfo.set_m_ivalue(-1);

buf size:2, content:
Bin: 0000100000000001
Hex: 0801

解释：sint使用zig-zags来编码 (00001000是field number 偏移3位） 00000001为-1的zig-zags编码