【Protobuf专题】（一）基于IDEA实现Proto一站式编辑及编译

0 前言

Protobuf作为一种轻量、高效、可扩展的数据存储语言，被广泛应用于数据传输中。目前对于Proto编辑及编译，最传统的方法是先基于文本编辑软件撰写proto文件，再通过Google提供的protoc程序以命令行的形式编译成java类文件，最后再将生成的java类文件移至project的相应位置。传统的方法比较麻烦，本文将基于IDEA讲述一种一站式编辑及编译的方法。

1 安装

1、下载protoc解析器：protobuf-java-3.14.0.zip
2、在IDEA中安装插件。包括GenProtobuf和Protocol Buffer Editor，前者用于一键转换proto文件，后者用于编辑proto文件（未安装前，IDEA不支持对proto语法，没有高亮显示和自动补全提示）。

注意：如果没有在IDEA的插件市场中搜到以上两个插件，可能是IDEA的版本低了，因此需要升级IDEA到2020版。

2 配置

1、配置Maven
pom.xml文件中添加如下依赖包：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>com.google.protobuf</groupId>
        <artifactId>protobuf-java</artifactId>
        <version>3.9.1</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.google.protobuf</groupId>
        <artifactId>protobuf-java-util</artifactId>
        <version>3.9.1</version>
    </dependency>
</dependencies>

2、配置GenProtobuf
IDEA菜单栏 --> Tools --> Configure GenProtobuf --> 配置地址

protoc path是下载的protoc.exe的地址。
本文的目的是将proto生成java类，因此生成对象选为java，并填写相应地址。

3 使用

1、编辑proto
安装好Protocol Buffer Editor插件后，无需配置即可使用，由图可见，proto语法的关键字高亮显示了，便于编辑。

2、编译proto
右键proto文件，可以看见两个跟proto有关的选项，一个是“quick gen protobuf here”，另一个是“quick gen protobuf rules”。前者表示在proto所在的文件路径下生成java文件，后者表示按配置的地址生成java文件。

前文已经配置好了java生成的路径，我们选择后者生成即可，效果如图：

其中，MyTest即为test.proto生成的java类。

4 测试

生成了java类文件后，我们就可以测试其序列化和反序列化功能，如果可以正常运行并解析正确，说明我们的操作无误。

测试代码：

package learnProto.selfTest;

import com.google.protobuf.InvalidProtocolBufferException;
import learnProto.selfTest.MyTest.*;
import java.util.Arrays;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        convertProto(1);
    }

    public static void convertProto(int value) {
        //1.通过build创建消息构造器
        Data.Builder dataBuilder = Data.newBuilder();
        //2.设置字段值
        dataBuilder.setInt32(value);
        //3.通过消息构造器构造消息对象
        Data data = dataBuilder.build();
        //4.序列化
        byte[] bytes = data.toByteArray();
        System.out.println(value+"序列化后的数据：" + Arrays.toString(bytes)+",字节个数："+bytes.length);
        //5.反序列化
        try {
            Data parseFrom = Data.parseFrom(bytes);
            System.out.println("还原后的数据="+parseFrom.getInt32());
        } catch (InvalidProtocolBufferException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

运行结果：

1序列化后的数据：[24, 1],字节个数：2
还原后的数据=1

5 应用

以上的内容足以应付一个简单的proto项目的一站式开发，但如果你正在处理一个较复杂的proto项目，项目中不仅有一个proto文件，其中可能包含多个，且之间有依赖关系，那么通过以上方法一键编译时(假设你写的proto文件的语法都正确)，可能会遇到如下错误（即xxx.proto is not defined）：

为什么呢？别着急，我们从一个较复杂的案例开始，展示完整的处理流程。

案例的框架如下：

data.proto代码如下：

// Google Protocol Buffers Version 3.
syntax = "proto3";
// Package name.
package prcticeProto.messages;
// Options for code generation.
option java_package = "learnProto.practiceTest.protoModel";
option java_outer_classname = "SchoolModel";
option java_multiple_files = true;
// import packages
import "google/protobuf/any.proto";
import "practiceProto/categories/student.proto";
message School {
  message Location{
    string name=1;
    uint32 id=2;
  }
  Location schoolLocation = 1;
  bool isOpen =2;
  repeated categories.Student allStudents = 3;
  google.protobuf.Any extend =4;
}

student.proto代码如下：

// Google Protocol Buffers Version 3.
syntax = "proto3";
// Package name.
package prcticeProto.categories;
// Options for code generation.
option java_package = "learnProto.practiceTest.protoModel";
option java_outer_classname = "StudentModel";
option java_multiple_files = true;
// import packages
import "practiceProto/base/person.proto";
message Student {
  base.Person baseInfo = 1;
  fixed32 calssId = 2;
  sint32 score = 3;
}

person.proto代码如下：

// Google Protocol Buffers Version 3.
syntax = "proto3";
// Package name.
package prcticeProto.base;
// Options for code generation.
option java_package = "learnProto.practiceTest.protoModel";
option java_outer_classname = "PersonModel";
option java_multiple_files = true;
message Person{
  message Location{
    string placeName=1;
    uint64 placeId=2;
  }
  enum Gender{
    man=0;
    woman=1;
  }
  string name = 1;
  int32 age=2;
  Gender gender=3;
  float height=4;
  double weight=5;
  Location location=6;
}

从代码中可知，data依赖student，student依赖person。
注意：

package：指proto文件的包名
java_package：指proto生成的java文件的包名
java_outer_classname：指生成的java文件的类名
proto与proto之间的依赖关系通过import导入

在一键编译java类之前，需要将编辑好的proto文件，复制到protoc的include目录（从protoc path的地址可知protoc的地址，往上一级即可找到include目录）中：

再一键编译即可！

这一步就是解决上面说到的undefined问题的方法，因为proto文件中有import其他proto文件，那么你就得告诉编译器文件是什么，怎么告诉呢，就是将文件放在编译器的include目录中。

6 参考文献

[1] protobuf那些事（一）