编码

当某个 Message 调用 SerializeToString 时，经过一层层调用最终会调用底层的关键编码函数 WriteVarint32ToArray 或 WriteVarint64ToArray，整个过程如下图所示：

WriteVarint32ToArray 函数可在源码目录下的 google.protobuf.io 包下的 coded_stream.h 中找到。在上一篇深入 ProtoBuf - 编码中我们解析了 Varint 编码原理和详细过程，WriteVarint32ToArray（以及 WriteVarint64ToArray）便是 Varint 编码的核心。

可以对照上一篇指出的 Varints 编码的几个关键点来阅读以下代码，可以看出编码实现确实优雅，代码如下：

Length delimited 字段序列化

而对于 Length delimited 类型的字段，Tag-Length-Value 中的 Tag 和 Length 依然采用 Varint 编码，Value 若为 String 等类型，则直接进行 memcpy。

另外对于 embedded message 或 packed repeated ，则套用上述规则。底层编码实现实际便是遍历字段下所有内嵌字段，然后递归调用编码函数即可。

深入 ProtoBuf - 反射原理解析

计算机程序在运行时可以访问、检测和修改它本身状态或行为 —— 反射

如果用一句话来总结反射实现的关键，笔者会概括为：获取系统元信息

元信息：即系统自描述信息，用于描述系统本身。举例来讲，即系统有哪些类？类中有哪些字段、哪些方法？字段属于什么类型、方法又有怎样的参数和返回值?

对于上述例子的 Java 语言而言，其能够提供反射能力的关键是在编译阶段将程序的元信息编译进了 .class 文件，在程序运行时 JVM 将会把 .class 文件加载到 JVM 内存模型中的方法区。此后程序运行时将有能力获取关于自身的元信息。除了 Java 语言之外，JS、Python、GO、PHP 等各种语言也都在语言层面实现了程序反射

而由于 C++ 在编译时并不会将类的元信息写进结果中，最终编译结果中只会包含变量、函数地址偏移、函数关系等，所以 C++ 自身无法获取元信息，那么自然无法提供反射能力。但这并不意味着使用 C++ 就无法应用反射技术，程序可以自己设计与实现程序元信息以及元信息与地址之间的映射。例如本文所要介绍的 ProtoBuf 反射实现

正如上一节提到的，反射的核心要点是：获取程序元信息。

ProtoBuf 自然也不会例外，那么 ProtoBuf 反射所需的元信息在哪？答案便是使用 ProtoBuf 的第一步就会接触到的：.proto 文件

ProtoBuf 反射原理概述

我们在深入 ProtoBuf - 简介一文中介绍过使用 ProtoBuf 的第一步便是创建 .proto 文件，定义我们所需的数据结构。但很多人没有意识到，这个过程同时也是为 ProtoBuf 提供我们数据元信息的过程，这些元信息包括数据由哪些字段构成，字段又属于什么类型以及字段之间的组合关系等。

当然元信息也并非一定由 .proto 文件提供，它也可来自于网络或其它可能的输入，只要它满足 ProtoBuf Message 的定义语法即可。那么元信息的可能来源和处理就有：

.proto 文件
- 使用 ProtoBuf 内置的工具 protoc 编译器编译，protoc 将 .proto 文件内容编码并写入生成的代码中（.pb.cc 文件）
- 使用 ProtoBuf 提供的编译 API 在运行时手动（指编码）解析 .proto 文件内容。实际上 protoc 底层调用的也正是这个编译 API。
非 .proto 文件
- 从远程读取，如将数据与数据元信息一同进行 protobuf 编码并传输：