一、概览
在后台需要与多种终端如iPhone，Android，Web或者WinPhone之类的不同平台作通信的时候，常常需要使用一种中间的通信协议，并且使用通用数据类型如XML。
Protocol Buffers(以下简称protobuf)就是类似于XML这样的东西，可以在后台与多终端间进行通信，但是比它要远强大的多。
Protobuf由Google出品，08年的时候Google把这个项目开源了，截至发稿已发展到2.5.0版本，官方支持C++，Java和Python三种语言，但是由于其设计得很简单，所以衍生出很多第三方的支持，基本上常用的PHP，C，Actoin Script，Javascript，Perl等多种语言都已有第三方的库。
二、简介
Protobuf比起XML有很多优势，首先是更简单了。
一个XML文件我们编写的时候需要定义各种各种的节点，而Proto文件则使用Google定义的有点像Java的语言来编写，简洁很多。
XML长得像这样：
<person>
<name>John Doe</name>
<email>[email protected]</email>
</person>
而proto文件则长得像这样：
# Textual representation of a protocol buffer.
# This is *not* the binary format used on the wire.
person {
name: "John Doe"
email: "[email protected]"
}
其次是快了。proto文件是给程序猿阅读的时候用的，真正传输的时候是序列化的二进制数据，比起XML要小得多，解析起来也快得多。
第三是可以直接生成供程序使用的类。XML文件接收后我们还得手工去解析然后转化为可以使用的对象，但是PB文件接收后，PB的库就已经帮我们转化为对应的数据类了。
Protobuf主要分为两个部分，一是编译器protoc，一是分包组包用的库。
编译器是用来编译proto文件为目标语言的，比如一个上面那个 Person.proto 文件，我可以用 protoc 直接编译成C++类 Person，用的时候就很方便了：
cout << "Name: " << person.name() << endl;
cout << "E-mail: " << person.email() << endl;
对应的可以变成ObjC的类、Java的类等等。
在我接收到数据之后，我可以使用 parseFrom 方法直接对 byte 数据进行解析，得到一个可以用的类，如Java例子：
byte[] msg = b.getByteArray(PERSON_MSG_EXTRA); // 接收byte数据
person = Person.parseFrom(msg).toBuilder(); // 直接解析为对应的类
三、使用
下面几节介绍一下一个服务器对多种终端通信的实际例子。服务器上使用 Ruby on Rails，终端有 iOS 和 Android。也就是 Ruby 和 ObjC 、 Android 之间的通信了。
1.定义proto文件
首先，最重要的是定义好 proto 文件:
package Tutorial;
message Source {
required string title = 1;
required string description = 2;
optional int id = 3;
}
message SourceAllResponse {
required uint32 count = 1;
repeated Source source_list = 2;
}
有点像 Java 语法，有个 package 在最前面，这个 Tutorial 在 Java 里面就会生成一个类为 Tutorial，对于 Java，有个可选的选项，可以填上包名。
option java_package = "com.example.protobuf";
option java_outer_classname = "Tutorial";
如果是 Ruby 则生成module Tutorial， ObjC 则是 TutorialRoot，用来管理 extensionRegistry（暂时还没搞懂用来干啥）。
message 是对应一个类，required 是必须字段，通信发起方必有的字段，对应 optional 则是可选的。如果后台某天升级了协议要增加返回字段，那么新增的字段就必须是 optional 的，以防客户端接收失败（当然如果能保证客户端永远最新那是另一回事）。repeated 可以看成是返回多个同类型的值，如一个数组，像SourceAllResponse会返回所有的source，第一个是source的个数，第二个是多个source对象。
protobuf 数据类型看起来像 C++ 有 double, float, int32等等，在 https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto 里有表格详细说明。
2.编译成对应语言
定义完proto文件后，使用官方的 protoc 可以对其进行编译。下载地址在： https://code.google.com/p/protobuf/downloads/list
如果是 Mac OS X 或者 Linux ，需要下载官方的源码，解压后根据官方的 README.txt 里的说明：
$ ./configure
$ make
$ make check
$ make install
编译安装，然后就可以使用protoc命令了。windows用户则下载 *.win32.zip 文件后里面就有 protoc.exe 了，命令行下使用就行。把上面那个 proto 结构体保存成 tutorial.proto，然后就可以用 protoc 编译了。
3.Ruby的用法:
Ruby 可以用 codekitchen 的 ruby-protocol-buffers 或者 macks 的 ruby-protobuf，我用前者。ruby-protobuf 没有能使用成功。
首先 Gemfile 里面加入:
gem 'ruby-protocol-buffers'
然后 bundle install。
使用的方法就是
ruby-protoc Tutorial.proto
注意：ruby-protocol-buffers依赖于官方的Protoc，所以需要你这台机器装了 protoc 才行。
如果用 ruby-protobuf 则是：
rprotoc examples/addressbook.proto
而且不依赖官方的protoc，不过我没使用成功就是了。
编译后会生成 tutorial.pb.rb，在ruby中：
require 'tutorial.pb'
aResponse = Tutorial::SourceAllResponse.new
aResponse.count = sources.count
//...
send_data aResponse
就可以直接使用proto来通信了。
4.JAVA的用法：
protoc --java_out=. tutorial.proto
会生成 Tutorial.java ，引入到工程里面，这时会发现一对 Error，因为还没有引入 jar 包。在解压好的 protobuf 源码目录， cd 到 java 目录里面，查看 README.txt 文件发现我们可以使用 Maven 对其进行编译。我在 Mac OS 上没编译成功， Linux 可能比较好编。
$ protoc --version
$ mvn test
$ mvn install
$ mvn package
完了就会发现在 target 文件夹里面有 jar 包了。
然后引入这个 jar 包，注意，如果你用Eclipse，除了 Build Path里面加了jar包，还得把它放进libs目录，否则只能编译不能使用（被这个坑惨了T_T）。
5.iOS(ObjC)
Protobuf 官方不支持 ObjC 需要使用别人写的库，https://code.google.com/p/metasyntactic/wiki/ProtocolBuffers 其实就是作为 protoc 的一个插件而已。这个库已经几年没更新了，还是 2.2 版本的 protobuf，不过由于 protobuf 良好的向上向下兼容，用什么版本其实无所谓，协议没有变。
首先到这里下载源码 http://code.google.com/p/metasyntactic/downloads/list ，完了根据官方的方法，到解压目录下：
./autogen.sh
./configure
make
使用的时候就
protoc --proto_path=src --objc_out=build/gen src/foo.proto src/bar/baz.proto
但是由于我的 Mac 里面已经装了官方的 protoc 了，所以我的命令带改成在源码的 src 文件夹下
./protoc --proto_path=. --objc_out=. /PATH_TO_TUTORIAL/Tutorial.proto
可以使用 shell 脚本来搞定这个，直接在 XCode 的 Build Phases 里面加个 Run Script，然后就会在每次编译的时候去编译这个 proto 文件了。编译后把生成的 Tutorial.pb.h 和 Tutorial.pb.m 文件加进工程，同样编译不过，还需要添加第三方库。
把源码目录下，objectiveC里面的所有Classes加入工程，然后编辑你的 prefix.pch 文件，import一下protobuffer
大工告成，可以接收服务器下发的PB消息了。
NSData * aData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://xxxx"]];
SourceAllResponse * aResponse = [SourceAllResponse parseFromData:aData];
三、总结
Protobuffer 在一个后台对付多终端的通信方面还是非常好用的，方便、可扩展是它的特点，当然对于后台开发的同学来说还有性能上的优势。