c++以及golang基于protobuf进行简单通讯【c++与golang】【项目研究】
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前言
当我们需要在不同的编程语言之间进行通讯时，通常会遇到数据格式不兼容的问题。在这种情况下，使用数据序列化工具就成为了一种非常有效的解决方案。Google 推出的 Protocol Buffers（简称 protobuf）就是一种非常常用的数据序列化工具，它可以帮助我们快速实现跨语言、跨平台的数据传输等应用。
C++ 和 Go 是两种常用的编程语言，本文将介绍如何利用 protobuf 实现 C++ 和 Go 语言之间的通讯。为微服务框架打基础。
一、C++和Go语言都可以对protobuf进行操作
Protocol Buffers 是一种轻巧高效的数据序列化工具，通过将结构化数据编码为二进制格式的消息，从而实现方便地进行数据交换和存储，并能够在不同的语言和平台间进行数据互通。因此利用 protobuf 实现 C++ 和 Go 语言之间的通讯是完全可行的，只要共同采用相同的消息格式定义，并通过相应语言的protobuf库进行序列化和反序列化。
与其他序列化方式相比，protobuf 有更高的性能和更小的数据体积，因此广泛应用于 Google 内部以及众多开源项目中。
除了基础的序列化功能，Protobuf 还提供了其他高级特性，如扩展、注释、默认值、嵌套类型、枚举等，使其更加灵活、易用。
总之，protobuf 是一种优秀的数据序列化工具，可帮助开发者快速实现跨语言、跨平台的数据传输等应用。
二、protobuf编写与生成
1、protobuf格式
首先是声明protobuf的版本，以及代码所在的包（对于C++来说是namespace），如果需要生成服务类以及rpc方法描述就需要配置cc_generic_services。
syntax = "proto3"; // 声明了protobuf的版本
package fixbug; // 声明了代码所在的包（对于C++来说是namespace）
// 定义下面的选项，表示生成service服务类和rpc方法描述，
option cc_generic_services = true;
定义数据，可以定义嵌套类型，枚举以及数组等等类型
message ResultCode
{
int32 errcode = 1;
bytes errmsg = 2;
}
// 数据 列表 映射表
// 定义登录请求消息类型 name pwd
message LoginRequest
{
bytes name = 1;
bytes pwd = 2;
}
// 定义登录响应消息类型
message LoginResponse
{
ResultCode result = 1;
bool success = 2;
}
message GetFriendListsRequest
{
uint32 userid = 1;
}
message User
{
bytes name = 1;
uint32 age = 2;
// 枚举
enum Sex
{
MAN = 0;
WOMAN = 1;
}
Sex sex = 3;
}
message GetFriendListsResponse
{
ResultCode result = 1;
repeated User friend_list = 2; // 定义了一个列表类型
}
定义描述rpc方法的类型 ：
service UserServiceRpc
{
rpc Login(LoginRequest) returns(LoginResponse);
rpc GetFriendLists(GetFriendListsRequest) returns(GetFriendListsResponse);
}
2、protobuf的编写
syntax = "proto3";
option go_package="./;userpb";
package userpb; // 声明了代码所在的包（对于C++来说是namespace）
// 定义下面的选项，表示生成service服务类和rpc方法描述，默认不生成
option cc_generic_services = true;
message ResultCode
{
int32 errcode = 1;
string errmsg = 2;
}
// 数据 列表 映射表
// 定义登录请求消息类型 name pwd
message LoginRequest
{
string name = 1;
string pwd = 2;
}
// 定义登录响应消息类型
message LoginResponse
{
ResultCode result = 1;
bool success = 2;
}
message GetFriendListsRequest
{
uint32 userid = 1;
}
message User
{
string name = 1;
uint32 age = 2;
// 枚举
enum Sex
{
MAN = 0;
WOMAN = 1;
}
Sex sex = 3;
}
message GetFriendListsResponse
{
ResultCode result = 1;
repeated User friend_list = 2; // 定义了一个列表类型
}
// 在protobuf里面怎么定义描述rpc方法的类型 - service
service UserServiceRpc
{
rpc Login(LoginRequest) returns(LoginResponse);
rpc GetFriendLists(GetFriendListsRequest) returns(GetFriendListsResponse);
}
有一个区别c++是可以去掉这一行的
option go_package="./;userpb";
2、两种语言的生成
生成对应的c++文件命令
protoc user.proto --cpp_out=.
生成对应的go文件命令
protoc --go_out=./ ./user.proto
三、c++与go语言操作protobuf不同点
vector 与 repeated bytes
repeated bytes 与go语言汽配的转换
四、c++与go语言基于protobuf进行网络通信
两边通信利用TCP进行连接，之前有分别对go以及c++的网络通信进行总结。
c++与go的TCP网络编程总结地址如下：
c++与go的TCP网络编程总结
1、go语言编写服务提供者
go 如果要使用protobuf先要下载对应的插件
下载go install google.golang.org/protobuf/cmd/protoc-gen-go@latest
确保下面两个命令运行成功：
$ protoc --version
libprotoc 3.19.3
$ protoc-gen-go --version
protoc-gen-go v1.27.1
文件导入"github.com/golang/protobuf/proto"
服务提供者实现的简单逻辑是
// 业务处理函数
func Handler(conn net.Conn) {
fmt.Println("gett !!!",)
buf:=make([]byte,4096)
for{
// n不停的监控 客户端发来的信息 如果发来的信息 n==0 那么就表示这个客户端下线了
// n 传过来的是长度
n,err:=conn.Read(buf)
if n==0{
break
}
if err!=nil&&err!=io.EOF{
fmt.Println("err",err)
}
msg:=string(buf[:n])
fmt.Printf("<<<<<== server get client message:%s \n",msg)
loginRequest := &userpb.LoginRequest{}
loginResponse := &userpb.LoginResponse{}
proto.Unmarshal(buf[:n], loginRequest)
LoginLogic(loginRequest,loginResponse)
// 序列化成二进制
responsemsg, _ := proto.Marshal(loginResponse)
fmt.Printf("responsemsg: %v\n", responsemsg)
fmt.Printf("=>>>>>> server sent client message:%s \n",responsemsg)
conn.Write([]byte(responsemsg))
}
conn.Close()
}
其中简单的逻辑函数如下：
func LoginLogic(res *userpb.LoginRequest,req *userpb.LoginResponse){
fmt.Printf("//rpc LoginLogic//\n")
fmt.Printf("res.GetName(): %s\n", res.GetName())
fmt.Printf("res.GetPwd(): %s\n", res.GetPwd())
// req := &userpb.LoginResponse{
// result: ResultCode{
// Rrrcode:1,
// Errmsg :"no",
// },
// Success: true,
// }
req.Success=true
req.Result=&userpb.ResultCode{
Errcode : 123,
Errmsg : "yes",
}
}
2、c++服务调用者
生成之后需要导入库 以及链接
#include "user.pb.h"
调用 res.SerializeToString(&send_str) 方法将 res 对象序列化成二进制格式的字符串，并将结果存储在变量 send_str 中。这里使用的是 Protocol Buffers 序列化方法。，然后发送，发送函数已经在之前的网络编程总结中提前写了。
LoginRequest res;
res.set_name("hzl");
res.set_pwd("123");
// 序列化
string send_str;
res.SerializeToString(&send_str);
// cout << "" << endl;
// if (rsp.SerializeToString(&send_str)) {
// cout << send_str.c_str() << endl;
// }
// 3. 通信
client.SendMessage(fd, send_str);
接收并且解析成为对应的结构体函数如下：调用 read(fd, recvBuf, sizeof(recvBuf)) 方法读取从服务器端返回的数据，如果出错则直接退出，否则根据读取的数据进行反序列化并输出反序列化后的结果。
在这里，使用的是 LoginResponse 对象对接收的数据进行反序列化
void* ListenFunc(void* arg) {
char recvBuf[1024];
int fd = *(int*)arg;
while (1) {
int len = read(fd, recvBuf, sizeof(recvBuf));
if (len == -1) {
exit(-1);
} else if (len > 0) {
// LOG_INFO("<<<<<<== client get data:%s", recvBuf);
LoginResponse rsp;
// 获取反序列化的
if (rsp.ParseFromString(recvBuf)) {
const ResultCode& result = rsp.result(); // 获取 ResultCode 对象
int32_t errcode = result.errcode(); // 获取 errcode 字段值
string errmsg = result.errmsg(); // 获取 errmsg 字段值
cout << "errcode:" << errcode << " errmsg:" << errmsg << endl;
bool success = rsp.success();
cout << "success:" << success << endl;
}
} else if (len == 0) {
// 表示服务器端断开连接
LOG_INFO("server closed..");
exit(1);
break;
}
}
}
总结
文章总结了如何使用 protobuf 实现 C++ 和 Go 语言之间的通讯，包括了 protobuf 的编写与生成、C++ 和 Go 在操作 protobuf 时的一些不同点，以及基于 protobuf 实现网络通信的示例。同时还介绍了 protobuf 的优点以及常用的高级特性。