Protocol Buffers是Google开发一种数据描述语言，能够将结构化数据序列化，可用于数据存储、通信协议等方面。据Google官方文档介绍，现在Google内部已经有48,162个消息类型定义在12,183个proto文件中。本文会从快速入门、语言规范、编码协议、性能评估等几个方面对Prototol Buffers进行介绍。
不了解Protocol Buffers的同学可以把它理解为更快、更简单、更小的JSON或者XML，区别在于Protocol Buffers是二进制格式，而JSON和XML是文本格式。
相对于XML，Protocol Buffers的具有如下几个优点：
- 简洁
- 体积小：消息大小只需要XML的1/10 ～ 1/3
- 速度快：解析速度比XML快20 ～ 100倍
- 使用Protocol Buffers的编译器，可以生成更容易在编程中使用的数据访问代码
- 更好的兼容性，Protocol Buffers设计的一个原则就是要能够很好的支持向下或向上兼容。
看一个简单的对比例子，表达一个用户的三个基本的属性，如果使用XML消息体大小为82 bytes。
如果使用JSON消息体大小为56 bytes。
使用Protocol Buffers咋则只需要 31 bytes，看到这些二进制数据大家可以暂时忽略，后面会具体分析这些二进制数据是如何编码的。
接下来先看一个简单的入门示例，在该例子中我们从准备环境开始，编写proto文件，到最后使用Protocol Buffers编译器生成代码，再到具体的使用。
从 https://github.com/google/protobuf下载编译安装protoc，并下载Protobuf SDK。
开始编写proto文件，使用message关键字定义消息类型，消息中每个字段需要指定字段类型和字段序号。同一个message中字段
使用protoc命令生成代码，使用--cpp_out、--java_out、--python_out命令选项可以生成C++、Java、Python代码，在最新版本Protocol Buffers v3中还加入了ruby语言的支持。
生成代码的代码可以直接加入到自己的代码工程中使用，以C++语言为例：
这是一段Java语言的使用示例：
接下来会详细说明如何定义proto文件：
在消息定义中，我们需要确定三个问题：
- 确定消息命名，给消息取一个有意义的名字。
- 指定字段的类型
-
定义字段的编号，在Protocol Buffers中，字段的编号非常重要，字段名仅仅是作为参考和生成代码用。需要注意的是字段的编号区间范围，其中19000 ～ 19999被Protocol Buffers作为保留字段。
字段约束，required指定该字段必须赋值，禁止为空（在v3中该约束被移除）；optional指定字段为可选字段，可以为空，对于optional字段还可以使用[default]指定默认值，如果没有指定，则会使用字段类型的默认值；使用repeated指定字段为集合。
在一个proto文件中可以同时定义多个message类型，生成代码时根据生成代码的目标语言不同，处理的方式不太一样，如Java会针对每个message类型生成一个.java文件。还可以使用C++风格的注释。
在Protocol Buffers中提供了很多的标量类型，供我们在定义字段类型时使用。
可以指定字段的类型为其他message类型，如图中的示例代码所示：
还可以使用import关键字导入其他proto文件，这有利于你进行自己的proto文件的规划和整理。
在proto文件中消息的类型还可以嵌套，如你定义的message类型仅作为另外一个Message的字段类型。
为了便于扩展，在proto文件中可以使用extensions关键字预留一部分字段编号出来，以便于后期给第三方扩展时使用。
oneof关键字指定一组字段中，至少要有一个字段必须赋值。如在用户登录系统中，使用邮箱和用户名都可以登录该系统，所以通常会要求至少提供用户名或者邮箱。
