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()

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