protobuf基础知识及跨文件夹import实例

本文为个人项目开发中关于使用proto的一些总结，主要记录了一种跨文件夹import *.proto文件的方法。如有错误之处，恳请各位大佬指正。

从事自动驾驶项目开发中，上下游模块之间不可避免需要信息交互，比如障碍物融合与规划之间存在多个障碍物的信息（比如障碍物类型、航向、速度以及预测轨迹等），需要上下游模块之间确定好对应的数据协议；此外，数据协议尽量需要考虑完备可增减，这样能够确保历史log数据能够长时适配适用。
接下来将对proto的一些基础知识做简单介绍。

一、protobuf简介

protbuf是Google提供一个高效的协议数据交互格式工具个，类似于Json,相对于Json，Protobuf拥有更高度转化效率，时间和空间效率是Json的数倍（3-5）。

二、protobuf优点

时间开销小，性能高
protobuf在序列化和反序列化做了优化，空间和时间开销减小很多(相较于json)
支持向前和向后兼容
这个特点很重要，在上游段增加新的字节信息，不一样下游接收使用
有代码生成机制
可以自定义写message
支持多种变成语言(c++/java/python)

三、proto简单写法

protobuf语法

proto字段类型与语言类型映射

以obstacle.proto为例，定义如下结构

syntax = "proto2";
package add.perception;

message TrajPoint {
  optional float x = 1;
  optional float y = 2;
  optional float theta = 3;
}

message obstacle {
  optional int32 id = 1;
  optional float velocity_x = 2;
  optional float velocity_y = 3;
  repeated TrajPoint traj_point = 4;
}

四、protoc 生成协议文件

接下来，我们将使用protoc指令生成对应 pb.h和 pb.cc协议文件。

不跨文件夹import其他文件

protoc -I=$SRC_DIR --cpp_out=$DST_DIR /path/*.proto
还是以obstacle.proto为例
执行protoc -I=. --cpp_out=./ obstacle.proto，则会生成obstacle.pb.h和 obstacle.pb.cc文件,如下图显示：
在这里插入图片描述

同样，我们可以分离 proto文件和 pb.h/pb.cc文件。
将pb.h和pb.cc文件生成至output目录下
protoc -I=. --cpp_out=./output/ obstacle.proto
结果如下

在这里插入图片描述

跨文件夹import其他文件

目前，从我个实践而言，好像只能import当前目录及当前目录的子目录中的proto文件，比如import父目录中的文件时编译会报错（Import “…/xxxx.proto” was not found or had errors.），使用绝对路径也不行，尚不清楚原因。（如果有哪位大神清楚，请不吝赐教！）

如下图所示，存在如下proto目录层级
在这里插入图片描述

trajectory.proto结构如下

syntax = "proto2";
package add.planning;

import "pnc_point.proto";
import "obstacle.proto"

message Frame {
  optional double timestamp = 1;
  repeated add.perception.obstacle obstacles = 2;
}

message ADCTrajectory {
  optional double timestamp = 1;
  repeated add.common.TrajectoryPoint traj_points = 2;
}

trajectory.proto 导入 obstacle.proto 和pnc_point.proto,最后将trajectory.proto编译后文件在output路径中输出,指令如下
protoc --proto_path=./base_proto/ --proto_path=./perception/ --proto_path=./planning/ --cpp_out=./output/ ./planning/*.proto
结果如下：
在这里插入图片描述

还是以planning import obstacle和 pnc_point为例，只需要在Planning模块编译链加入这两对应 pb.h和pb.cc路径。
本项目中我这边使用CMAKE编译，只需在CMakeLists.txt中加入其对应的路径。

  INCLUDE_DIRECTORIES(/${PROT_DIR}/name*.proto)

以上，如有错误，恳请各位不吝赐教。