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网络编程中的 Protobuf 和 JsonCpp 全面解析

backend 2025/5/23 7:28:24

文章目录

前言
一、为什么需要序列化？
- 序列化的好处：
- 常见序列化格式包括：
二、JsonCpp 与 Protobuf 对比
三、JsonCpp 简介与示例（客户端通信）
- JsonCpp 使用示例（客户端发送请求）：
- JsonCpp 使用示例（服务器解析请求）：
四、Protobuf 简介与示例（服务器通信）
- 定义消息格式（user.proto）
- 编译生成代码：
- 服务器端序列化 & 发送数据
- 接收端解析数据
五、使用建议
总结

前言

在网络编程中，数据的传输和解析效率是影响系统性能的重要因素。为了在客户端与服务器、服务器与服务器之间进行高效通信，我们通常需要对数据进行序列化与反序列化。这篇博客将详细讲解两种主流数据格式处理库 —— JsonCpp 和 Protobuf，包括它们的使用场景、优劣对比、代码示例以及应用建议

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、为什么需要序列化？

在网络中传输数据时，我们不能直接传输复杂的 C++ 对象，比如 std::vector< std::string >，需要将其转换成字节流或者文本格式。这个过程叫做序列化。

序列化的好处：

1.减少传输数据的体积

2.提高解析速度

3.实现跨语言通信（如 C++ 与 Python、Java 通信）

常见序列化格式包括：

JSON：人类可读，广泛用于客户端通信

Protobuf（Protocol Buffers）：二进制格式，高效、结构明确

二、JsonCpp 与 Protobuf 对比

在这里插入图片描述

三、JsonCpp 简介与示例（客户端通信）

JsonCpp 使用示例（客户端发送请求）：

#include <json/json.h>
#include <iostream>
#include <string>int main() {Json::Value root;root["username"] = "Alice";root["age"] = 23;Json::StreamWriterBuilder writer;std::string jsonStr = Json::writeString(writer, root);std::cout << "发送 JSON: " << jsonStr << std::endl;return 0;
}

输出：

发送 JSON: {"age":23,"username":"Alice"}

JsonCpp 使用示例（服务器解析请求）：

#include <json/json.h>
#include <iostream>
#include <sstream>int main() {std::string jsonInput = "{\"username\":\"Alice\",\"age\":23}";Json::CharReaderBuilder reader;Json::Value root;std::string errs;std::istringstream s(jsonInput);Json::parseFromStream(reader, s, &root, &errs);std::cout << "用户名：" << root["username"].asString() << std::endl;std::cout << "年龄：" << root["age"].asInt() << std::endl;return 0;
}

输出：

用户名：Alice
年龄：23

四、Protobuf 简介与示例（服务器通信）

定义消息格式（user.proto）

syntax = "proto3";message User {string username = 1;int32 age = 2;
}

编译生成代码：

protoc --cpp_out=. user.proto

服务器端序列化 & 发送数据

#include "user.pb.h"
#include <iostream>int main() {User user;user.set_username("Bob");user.set_age(30);std::string output;user.SerializeToString(&output);std::cout << "发送二进制数据长度：" << output.size() << std::endl;return 0;
}

输出（示例）：

发送二进制数据长度：7

接收端解析数据

#include "user.pb.h"
#include <iostream>int main() {std::string input;User user;// 模拟接收过程user.set_username("Bob");user.set_age(30);user.SerializeToString(&input);User received;if (received.ParseFromString(input)) {std::cout << "用户名：" << received.username() << std::endl;std::cout << "年龄：" << received.age() << std::endl;} else {std::cerr << "解析失败！" << std::endl;}return 0;
}