一、消息结构

【 结论先行 】：

protobuf将消息里的每个字段进行编码后，再利用 T-L-V或者T-V的方式进行数据存储 。
protobuf对于 不同类型的数据会使用不同的编码和存储方式 。
protobuf的 编码和存储方式是其性能优越、数据体积小的原因 。

protobuf中每一个消息中的字段都是 key-value类型 ，序列化的时候 key-value被编码和存储为字节流 ，整体的消息结构如下图所示：

Tag 由字段编号 field_number 和编码类型 wire_type 组成， Tag 整体采用 Varints 编码。Tag的值为（field_number << 3) | wire_type，即 最后三位存储wire type （编码类型）， 其他位用于存储field number （字段编号）。

wire type编码有以下几种类型：
在这里插入图片描述
【T-L-V格式】：

T 作为标识号表明了在message中的位置以及数据类型。
L 定义了value的长度，表示可变长度的字段。
V 表示实际的value。

二、Wire Type = 0时的编码和存储方式

【 结论先行 】：对于 int32/int64 类型的数据（正数），protobuf会使用 Varints编码 ；而对于 sint32/sint64 类型的数据（负数），protobuf会 先使用ZigZag 编码，再使用Varints编码 。 存储格式为Tag-Value 。

2.1 编码方式

2.1.1 Varints编码

Varints是使用一个或多个字节序列化整数的一种方法，也是一种 压缩算法 。 在Varints编码方式中，数字越小，占用的字节越少 。Varints编码的主要依据是： 越小的数字出现的频率越高 。

通常我们要存储一个整数需要4个字节或者8个字节，例如对于32位整数300，其二进制表示为： 00000000 00000000 00000001 00101100 。可以看到二进制表示中有很多无用的0也占用了内存，因此可以使用Varints编码对其进行压缩和解码。

Varints编码 使用msb表示当前是否是最后一个字节 ，如果 msb为1表示后面还有字节，如果msb为0表示当前字节是最后一个字节 。因为加入了msb，所以 每一个字节低七位表示具体的数值 。

【 Varints编码过程如下 】：

先将整数转换为不带前导0的二进制表示： 100101100 。
每一个字节的低七位存储数值： 0000010 0101100 。
转换为小端模式： 0101100 0000010 。
添加msb标志位： 10101100 00000010 。

从上述编码过程可知，原来需要四个字节表示的整数经过编码后只需要两个字节即可存储。Varints编码由于使用了msb标志位，因此可以表示的最大整数为2^28，所以说Varints编码基本可以满足绝大多数的应用场景。

2.1.2 ZigZag编码

Varints的不足在于对负数进行编码时效率极低 ，因为负数的二进制表示中1特别多，所以没办法去掉前导0，所以使用Varints编码意义不大。ZigZag编码被用来解决这一问题， 其核心思想是将有符号整数转换为无符号整数，进而能够使用Varints编码 。如下图所示：

以负数-11为例，其二进制在计算机中是用补码表示的，整数原码为： 00001011 ，反码为： 11110100 ，补码（反码加1）为： 11110101 。

【 ZigZag编码过程如下 】：

原数左移一位（左移时丢弃最高位，低位补0）： 11101010 。
原数右移31位（右移时符号位不变，高位补符号位）： 11111111 。
将上述两个二进制数取异或： 00010101 。

ZigZag编码和解码过程用代码表示为：

int int_to_zigzag(int n)
	return (n <<1) ^ (n >>31);
int zigzag_to_int(int n) 
	return (((unsignedint)n) >>1) ^ -(n & 1);
2.2 存储方式
 
  protobuf使用Varints和ZigZag编码后，以T-V格式存储数据，即：
  
三、Wire Type = 2时的编码和存储方式
 
  【结论先行】：对于string，bytes和嵌套消息类型的数据，protobuf会使用Length-delimited编码，存储格式为Tag-Length-Value。 
3.1 编码方式
 
  当时value的类型为string，bytes和嵌套消息时，protobuf使用Length-delimited编码，即将value的length也编码进最终数据。
 例如： 
message Test2 {
  required string b = 2;
// 设置b的值为"testing"，则编码之后为：
12 07 74 65 73 74 69 6e 67
3.2 存储方式
 
  使用Length-delimited编码时的数据存储方式为T-L-V，即：
  
四、Wire Type = 1&5时的编码和存储方式
 
  【结论先行】：对于大整数类型的数据，protobuf会使用64-bit和32-bit编码方式，存储格式为Tag-Value。 
4.1 编码方式
 
  Varints适合处理一定范围内的数字，当数字很大的时候使用Varints编码效率反而很低，因此protobuf定义了64-bit和32-bit两种定长编码类型，即：
  
4.2 存储方式
 
  protobuf使用64-bit和32-bit编码后，以T-V格式存储数据。 
参考：
 https://developers.google.cn/protocol-buffers/docs/encoding
 https://www.bilibili.com/video/BV1Bt411X73L/?spm_id_from=333.788.videocard.19
 https://www.cnblogs.com/mler/p/10252886.html
 https://www.jianshu.com/p/30ef9b3780d9
 https://www.jianshu.com/p/6dd2fd0362b8
                    文章目录一、消息结构二、Wire Type = 0时的编码和存储方式2.1 编码方式2.1.1 Varints编码2.1.2 ZigZag编码2.2 存储方式三、Wire Type = 2时的编码和存储方式3.1 编码方式3.2 存储方式四、Wire Type = 1&amp;5时的编码和存储方式4.1 编码方式4.2 存储方式一、消息结构【结论先行】：protobuf将消息里的每个字段进...
				protobuf提供了多种基础数据格式，包括string/bytes。从字面意义上，我们了解bytes适用于任意的二进制字节序列。然而对C++程序员来讲，std::string既能存储ASCII文本字符串，也能存储任意多个\0的二进制序列。那么区别在哪里呢？
同时在实际使用中，我们偶尔会看到类似这样的运行错误：
				Protobuf介绍
Protobuf (Protocol Buffers) 是谷歌开发的一款无关平台，无关语言，可扩展，轻量级高效的序列化结构的数据格式，用于将自定义数据结构序列化成字节流，和将字节流反序列化为数据结构。所以很适合做数据存储和为不同语言，不同应用之间互相通信的数据交换格式，只要实现相同的协议格式，即后缀为proto文件被编译成不同的语言版本，加入各自的项目中，这样不同的语言可以解析其它语言通过Protobuf序列化的数据。目前官方提供c++，java，go等语言支持。
下面表格是支持语言的
return max;
//编译中max可以换成别的定义，但要注意你弟你定义的变量一定要初始化，通常，我们遇到加号时，定义为0，遇到乘号时，定义为1，具体原因就不做解释，学过数学的应该都能理解。
1、json: 一般的web项目中，最流行的主要还是json。因为浏览器对于json数据支持非常好，有很多内建的函数支持。 
2、xml: 在webservice中应用最为广泛，但是相比于json，它的数据更加冗余，因为需要成对的闭合标签。json使用了键值对的方式，不仅压缩了一定的数据空间，同时也具有可读性。 
3、protobuf:是后起之秀，是谷歌开源的一种数据格式，适合高性能，对响应速度有要求的数据传输场景。因为profobuf是二进制数据格式，需要编码和解码。数据本身不具有可读
				在很多很多时候被问起，为什么选择protobuf？最先被想起的回答的就是体积小、解析快。那相比较于json、XML，为什么protobuf能够做到又小又快呢？
归其原因，这与它的编解码方式有很大的关系。本文将走进protobuf的深层原理来进行剖析。
本文针对实际的例子，来对protobuf的编解码方式进行详细讲解。其中，.proto文件定义如下：
syntax = "proto2";
				博客搬家，原地址：https://langzi989.github.io/2017/06/07/protoBuffer中string与byte类型区别/
从上一节protobuffer的介绍中我们知道字符串类型在protobuffer中有string和bytes两种类型，那这两种类型有什么区别呢,什么时候用string,什么时候用bytes。在C++中两种类型分别对应的是什么类型.下面将揭开迷雾