Что такое Protocol Buffers (Protobuf)

Protocol Buffers (или сокращенно Protobuf) — это протокол сериализации данных, разработанный компанией Google. Он используется для эффективного и быстрого обмена структурированными данными между разными компьютерными системами, языками программирования и платформами.

Протокол предоставляет способ описания данных на специальном языке (Protocol Buffer Language) и далее генерирует код на различных языках программирования, который позволяет сериализовывать и десериализовывать данные в формат Protobuf.

Преимущества использования Protocol Buffers

Вот некоторые преимущества технологии:

1. Эффективность: Формат данных Protobuf компактен и более эффективен по сравнению с некоторыми другими форматами сериализации данных, такими как XML или JSON. Это позволяет уменьшить объем передаваемых данных и ускорить процессы передачи и обработки.
2. Скорость: Из-за компактности и оптимизированной структуры данных, операции сериализации и десериализации данных выполняются быстрее, что особенно важно при передаче больших объемов данных или в условиях ограниченных ресурсов.
3. Языковая независимость: Protobuf поддерживает генерацию кода на множестве популярных языков программирования, что позволяет использовать этот формат данных на различных платформах.
4. Обратная и совместимость: Protobuf предоставляет механизмы для эволюции схемы данных без нарушения обратной совместимости. Это означает, что можно добавлять новые поля или изменять схему данных, не разрушая работу уже существующих систем, которые используют старую версию схемы.
5. Читаемость для машины и человека: Хотя формат Protobuf не так читаем для человека, как JSON или XML, существуют инструменты для просмотра и редактирования данных в формате Protobuf.

Протокол Buffers широко используется внутри Google и также стал популярным во многих других компаниях и проектах, особенно там, где требуется эффективный обмен данными между различными компонентами программного обеспечения.

Protocol Buffers

Языки

Protocol Buffers поддерживает генерацию кода для множества популярных языков программирования, что позволяет использовать этот формат данных на различных платформах. Эти  языки непосредственно поддерживаются фреймворком и его компилятором:

• C++
• C#
• Java
• Kotlin
• Objective-C
• PHP
• Python
• Ruby

Следующие языки поддерживаются компанией Google, но исходный код проектов находится в репозиториях GitHub. Компилятор protoc использует плагины для этих языков:

• Dart
• Go

Это далеко не полный список, так как существуют и другие библиотеки и реализации Protocol Buffers для различных языков программирования, в том числе Swift. Система предоставляет гибкую и масштабируемую возможность для интеграции в разнообразные технологические стеки.

Недостатки Protocol Buffers

Несмотря на множество преимуществ, Protocol Buffers (Protobuf) также имеет некоторые ограничения и недостатки:

1. Сложность чтения для человека: Формат Protobuf предназначен в первую очередь для компьютеров, а не для чтения и редактирования человеком. Он менее читаем для человека по сравнению с более текстовыми форматами, такими как JSON или XML. Это может затруднить отладку и анализ данных в ручном режиме.
2. Нет поддержки динамической типизации: В отличие от некоторых других форматов, таких как JSON, Protobuf не предоставляет встроенной поддержки для динамической типизации данных. Это означает, что для работы с данными требуется заранее сгенерированный код для соответствующей схемы.
3. Обновление схемы может быть сложным: Внесение изменений в схему данных может быть сложным, особенно если требуется поддерживать обратную совместимость с предыдущими версиями схемы. Необходимо тщательно планировать и тестировать любые изменения, чтобы избежать нарушения работоспособности существующих систем.
4. Зависимость от генерации кода: Для работы с данными в формате Protobuf требуется сгенерированный код для конкретной схемы данных. Это может означать дополнительный шаг в разработке и поддержке, и невозможность использования данных без соответствующего сгенерированного кода.
5. Меньшая гибкость по сравнению с текстовыми форматами: Протокол Buffers ориентирован на компактность и производительность, что может ограничивать его гибкость в сравнении с некоторыми более гибкими текстовыми форматами, такими как JSON.
6. Ограниченные структуры данных: Протокол Buffers предоставляет базовые структуры данных, такие как числа, строки, списки и вложенные сообщения, но может оказаться недостаточно гибким для более сложных структур или для представления некоторых особых данных.
7. Сложности при миграции и совместимости: В случае изменения схемы данных или библиотеки Protobuf может возникнуть необходимость обновления всех систем, использующих этот формат. Это может быть проблемой при масштабных развертываниях.

Все эти недостатки следует учитывать при выборе Protobuf в зависимости от конкретных требований и характера проекта.

Ссылки

• Официальный сайт