ProtoBuf项目描述：
Google Protocol Buffer简称protobuf,为高效的二进制序列化/反序列化协议(一般为google内部使用)，不同于xml、json等，其更小巧、高效;avro、thrift等； 其可用于网络协议、数据存储等语言无关、平台无关、可扩展的序列化结构数据格式。只要按照特定条件可支持向前、向后兼容；目前提供了C++、Java、Python 三种语言的 API，这样各语言可以相互序列化和反序列化数据信息(事实上也可以自定义实现其他语言的API接口)。 在使用中，用户可根据自定义或引入数据结构(Message)文件*.proto；此后通过编译器protoc.exe编译该描述文件为指定语言的操作接口，而后将产生的操作接口文件 和libprotobuf.lib添加入项目中进行数据序列化和反序列化操作即可，产生的序列化后的信息可读性很差，此外反序列化也必须知道对应的数据结构描述文件*.proto， 否则无法正确地反序列化，也不再有意义，相对xml,json无法直接插入或修改数据信息内容； 以下仅对C++相关进行分析； 项目工程： gtest：google 白盒测试开源项目，主要用于单元测试，后面的gtest_main、tests项目； gtest_main:简单的对main函数以及testing::InitGoogleTest(&argc, argv);RUN_ALL_TESTS();封装的lib，这样其他测试工程只需要包含引入该库并集中精力在 测试用例上； libprotobuf:protobuf基础工程库，主要实现； libprotobuf-lite: libprotobufc:对应protobuf的编译器封装为库，以支持c++、java、python语言对*.proto文件的编译为相应的接口API； lite-test: protoc:简单的控制台实现的protoc编译器，该编译器通过命令行参数传递对应的*.proto文件和编译输出接口API选项；依赖于libprotobuf、libprotobufc； test_plugin: tests: *.proto数据描述文件说明： protoc编译器命令行参数说明和生成文件API文件名说明： *.proto 文件编译后为*.pb.h以及*.pb.cc;
项目内容简析：
libprotobuf:protobuf基础工程库，内部主要实现编码和解码等相关操作。 config.h：配置相关，事实上为声明宏hash_map、hash_set头文件以及编译宏HAVE_HASH_SET、HAVE_HASH_MAP； template_util.h ：模板元编程相关的工具，模板、函数；主要包括： integral_constant、if_、type_equals_、and_、or_、true_、false_； type_traits.h ：在template_util.h的基础上，定义了一系列类型特征萃取相关的模板类或函数如：is_xxx,has_xxx,remove_xxx； common.h:内部使用公共函数、基本类型，全局常量、用于当前库的工具模板辅助函数； GOOGLE_DISALLOW_EVIL_CONSTRUCTORS：不允许赋值拷贝宏； LIBPROTOBUF_EXPORT/LIBPROTOC_EXPORT:导入导出宏； 一系列标识库版本的宏、常量，格式：major * 10^6 + minor * 10^3 + micro,如:2005000； VersionString：整形转化为版本字符串；格式：major.minor.micro,如:2.5.0 VerifyVersion：版本兼容性检定函数； 重声明基本类型，便于统一处理以及定义了几种类型静态变量最大最小值； GOOGLE_ARRAYSIZE：安全的获取数组元素个数(若未对齐，则会提示除0警告)； implicit_cast：隐式转换模板；类似于static_cast、const_cast的安全版本； down_cast：向下转换，由父类指针对象转型为某个子类，内部使用static_cast转型，在调试模式下时使用dynamic_cast进行验证； CompileAssert：编译时断言，结合GOOGLE_COMPILE_ASSERT宏，内部通过msg[-1或1]确定是否可通过编译，可能对浮点数0.0之类的存在歧义； scoped_ptr/scoped_array:指针包装，智能指针； LogLevel：日志级别，提供INFO、WARN、ERROR、FATAL几种严重级别； LogMessage：消息日志，记录、操作消息； LogMessage：构造函数传参为日志级别、文件名称、所在行； 重载多个版本operator<<； Finish：完成操作，内部若为非FATAL日志，则将调用InitLogSilencerCountOnce，此外若无静默者·则调用log_handler_处理该日志， 默认调用接口为DefaultLogHandler(默认向stderr输出，格式“[libprotobuf level filename:line] message ”)，此外若为FATAL日志， 则根据是否使用异常抛出FatalException类型对象异常或调用abort终止进程； level_：日志级别； filename_：文件名称； line_：所在行； message_：消息内容； LogFinisher：log日志完成者，实现了operator=，内部调用LogMessage的Finish函数； GOOGLE_LOG：log宏，封装LogFinisher作为工具封装； GOOGLE_LOG_IF：条件log宏； GOOGLE_CHECK_XXX:一系列检测宏，内部调用GOOGLE_LOG_IF(FATAL,...); CheckNotNull：非NULL检测以及宏GOOGLE_CHECK_NOTNULL； debug模式下的GOOGLE_DCHECK_XXX调试宏； SetLogHandler：设置日志控制器log_handler_,若参数为NULL则设置为NullLogHandler，其不处理日志信息， LogSilencer：日志静默者，跳过非FATAL日志，使得log_handler_控制器不处理日志；使用时可直接在某个函数点创建临时对象即可，在作用 域内，产生的日志信息将会被“吸收”；作用域外则恢复到正常的日志处理； Closure：称为关闭、终止的基类，内部只提供了纯虚函数Run; FunctionClosureXXX/MethodClosureXXX:继承于Closure类，实现Run内部调用传入的函数并根据参数删除释放当前本类对象；前者主要传入普通 或类的静态成员函数，后者主要处理类对象以及相应类的成员函数；目前仅实现了支持0,1,2个参数的继承类； NewCallback/NewPermanentCallback：分别重载了对应不同参数类型的模板帮助函数，内部通过new创建FunctionClosureXXX/MethodClosureXXX； 前者创建了调用Run会自动删除对象；后者为永久对象，用户可根据需要某个时刻delete该对象； DoNothing：空函数操作； Mutex：锁，通过IMPL技巧实现，内部利用临界区实现锁机制，此外AssertHeld函数用以在调试模式下检测当前线程下是否为获取到锁的线程； MutexLock：自动锁，对Mutex的封装，此外重声明锁ReaderMutexLock、WriterMutexLock； MutexLockMaybe：同MutexLock，但更安全； IsStructurallyValidUTF8：检测是否包含UTF-8的字符编码； ghtonl：主机字节序转化为网络字节序，同htonl； ShutdownProtobufLibrary：关闭protobuf库，主要为执行关闭操作函数集vector<void (*)()>的shutdown_functions内容，释放shutdown_functions、 shutdown_functions_mutex锁对象； OnShutdown：注册关闭库时被调用的函数，添加至shutdown_functions； FatalException：继承于std::exception，构造函数提供文件名称、所在行、消息内容，并添加filename、line、message操作方便获取相应成员变量值； platform_macros.h：跨平台相关的宏定义； atomicops.h：提供跨平台的原子操作，内部实现根据相应平台编译相应接口的实现，以下以X86 msvc编译器为例，将采用atomicops_internals_x86_msvc的实现； Atomic32/AtomicWord：原子类型重声明； NoBarrier_CompareAndSwap：内部调用InterlockedCompareExchange，实现原子的比较交换操作； NoBarrier_AtomicExchange：内部调用InterlockedExchange，实现原子指定值操作； NoBarrier_AtomicIncrement：内部调用InterlockedExchangeAdd，实现原子加操作，累加的数值为参数的2倍值； Barrier_AtomicIncrement：同NoBarrier_AtomicIncrement；、 Acquire_CompareAndSwap：事实上内部调用NoBarrier_CompareAndSwap； Release_CompareAndSwap：事实上内部调用NoBarrier_CompareAndSwap； MemoryBarrier：内部调用MemoryBarrier，实现硬件防护，以防止CPU或编译器乱序执行； NoBarrier_Store：非防护设置，参数指针对象ptr设置值为value； Acquire_Store：内部调用NoBarrier_AtomicExchange； Release_Store：同NoBarrier_Store； NoBarrier_Load：获取当前参数值； Acquire_Load：获取临时参数值； Release_Load：获取MemoryBarrier防护后的当前参数值； once.h：主要封装初始化一次的操作； 通过定义GOOGLE_PROTOBUF_DECLARE_ONCE宏原子变量以及初始化函数，当调用GoogleOnceInit时实现执行一次初始化函数； 示例：void Init();GOOGLE_PROTOBUF_DECLARE_ONCE(once_init);void InitOnce(){GoogleOnceInit(&once_init,&Init);};任何多次调用InitOnce函数只会最终 调用Init初始化函数一次； 内部定义了三种原子状态：未初始化ONCE_STATE_UNINITIALIZED、正在执行初始化ONCE_STATE_EXECUTING_CLOSURE、已完成初始化ONCE_STATE_DONE； GoogleOnceInit:初始化一次函数，参数分别为原子、初始化函数；提供无参版本和重载模板一个参数的版本；函数内部调用Acquire_Load获取原子状态，此后根据 状态处理创建FunctionClosure0执行GoogleOnceInitImpl； GoogleOnceInitImpl：内部处理原子状态并处理多线程下执行流程；若未初始化则设置原子为正在初始化并执行FunctionClosure0的Run函数，执行完成后设置原子 为已完成初始化状态；若其他线程进入时，若此时仍为正在执行初始化，则循环查询原子状态并调用SchedYield放弃CPU时间片； strutil.h：字符、字符串工具函数； ascii_isalnum：ASCII码是否为a~z或A~Z或0~9的字符; ascii_isdigit：ASCII码是否为数字字符； HasPrefixString：原始字符串是否有指定的前缀字符串； StripPrefixString：获取剥去原始字符串中的指定前缀的字符串，否则为原始字符串； HasSuffixString：原始字符串是否有指定的后缀字符串； StripSuffixString：获取剥去原始字符串中的指定后缀的字符串，否则为原始字符串； StripString：查找指定字符串s中被匹配的模式字符串remove中出现的位置，并替换为字符replacewith；内部调用strpbrk实现查找匹配； LowerString：字符串小写化； UpperString：字符串大写化； StringReplace：相对StripString，其实现字符串分片替换为新的字符串，若参数replace_all为true，则全部替换，否则只替换第一次出现的； SplitStringUsing：对给定的模式字符串delim，匹配原始字符串full，并拆分至vector<string>* res中； SplitStringAllowEmpty：相对SplitStringUsing，其允许空原始字符串和传回空字符串； JoinStrings:提供两个版本，合并字符串和分隔符字符串合并，字符串间为分隔符字符串组合为返回字符串； UnescapeCEscapeSequences：转化字符串各字符为相应的ASCII码； UnescapeCEscapeString：同UnescapeCEscapeSequences； CEscapeString/CEscape：转化字符串，保存部分标识(目前 , , , ", ', 以及不可打印的字符将被隐藏(保护)); 字符串与数值间的相互转化； strto32/strtou32/strto64/strtou64：字符串转数值(内部调用strtoXXX系列函数)； FastXXXToBuffer:系列函数，数值转化为字符串，字符串右对齐； FastXXXToBufferLeft：系列函数，数值转化为字符串，字符串左对齐； SimpleItoa：重载版本，整型数值转字符串，参数为有符号时内部调用FastXXXToBuffer，无符号时调用FastXXXToBufferLeft； SimpleDtoa/SimpleFtoa：分别为双精度、单精度浮点转字符串； DoubleToBuffer/FloatToBuffer：双精度、单精度浮点转字符串； 目前控制字符串转化最大长度为kDoubleToBufferSize(32位)，kFloatToBufferSize(24位)； NoLocaleStrtod：无区域化字符串转双精度浮点数；类似于strtod； stl_util.h：STL相关的部分辅助工具、函数； STLDeleteContainerPointers：模板实现，删除释放容器内指针对象资源，参数为容器收尾迭代器对象； STLStringResizeUninitialized：重置容器大小，针对string容器，内部调用resize； string_as_array：string字符串当前array使用，内部取string的begin地址位置；使用时示例;string str;string_as_array(&str)[i]; 个人认为与string的operator[]等价； STLDeleteElements：模板实现，内部调用STLDeleteContainerPointers，且调用容器对象的clear接口；释放容器内对象资源且清空容器； STLDeleteValues：模板实现，一般用在map或pair对的容器参数，以释放容器value值对应的对象内容，并调用clear清空容器； hash.h：封装实现内部使用的hash_map和hash_set； hash<key>：模板类，继承于std::hash_compare<key>； CstringLess：函数对象(仿函数),作为hash_compare<const char*, CstringLess>的operator＜比较操作模板参数，其仅支持const char*参数(内部通过strcmp比较)； hash<const char*>：hash模板特化版本，继承于std::hash_compare<const char*, CstringLess>; hash_map/hash_set:分别继承与hash_map/hash_set；对于非MSVC编译器，则采用的自己的实现，此外对hash<const char*>则使用result = 5 * result + *str; 循环叠加的方式处理； hash<string>：hash模板特化版本； hash<pair<First, Second> >：针对pair的版本； streq：仿函数，实现比较const char*字符串相等操作，内部调用strcmp； maputil.h：map或hash_map辅助工具、函数，以下的map代表map或hash_map； FindWithDefault：查找map容器中指定key的value值，否则返回提供的默认值value； FindOrNull：查找map容器中指定key的value值地址，否则返回NULL; FindOrDie：查找map容器中指定key的value值地址，否则抛出FatalException异常或终止进程; FindPtrOrNull：查找map容器中指定key的value值，否则返回0; InsertOrUpdate：若map容器存在对应的key则更新，否则插入元素，返回值false表示更新，true为插入； InsertIfNotPresent：同InsertOrUpdate，不过存在对应的key时不再更新，返回值false为插入失败，true插入成功； stringprintf.h:字符串格式化输出、打印； StringPrintf：格式化输出字符串(内部通过调用StringAppendV实现)； SStringPrintf：同StringPrintf，但是传入的参数dst会被清空； StringAppendV：格式化字符串，内部vsnprintf与va结合进行格式化，并采取基于堆和栈的方式实现长短字符串的格式化(栈最大大小kSpaceLength(1024字节))； StringAppendF：同StringAppendV，内部不会清空参数dst，会追加格式化后的字符串； StringPrintfVector：打印格式化vector<string>数据容器，内部调用StringPrintf进行格式化； kStringPrintfVectorMaxArgs：StringPrintfVector中vector容器的最大参数(最大32个，若v容器大小大于该值将调用LOG(FATAL)); string_printf_empty_block：保护StringPrintfVector打印，为空块； substitute.h:类似于stringprintf.h的字符串格式化，但是比stringprintf.h更加高效且使用方式上有所不同； SubstituteArg：格式化参数类，提供了多个支持基本数据类型的构造函数，此外提供提取转化后字符串data和字符串数据长度size接口，对于基本数据转换利用 strutil.h中提供的快速转换，如FastInt32ToBuffer、FloatToBuffer等； Substitute：提供了支持至多9个参数的格式化字符串，参数为SubstituteArg类型或可转化为SubstituteArg类型的；此外格式化使用“$”后跟一个数字， 该数字值为对应SubstituteArg参数，使用示例： string str; strings::SubstituteAndAppend(&str,"My name is $0 $1 and I am $2 years old.",first_name,last_name,age);事实上$后的数字可以一样； SubstituteAndAppend：同Substitute，但是会对格式化后的字符串数据对应参数output进行追加； zero_copy_stream.h：提供最小化数据流拷贝操作，主要提供ZeroCopyInputStream和ZeroCopyOutputStream抽象基类操作的接口，具体实现类位于 zero_copy_stream_impl.h和zero_copy_stream_impl_lite.h中； 此两个抽象基类操作接口如下(ZeroCopyOutputStream没有提供Skip接口)： Next：获取数据流中的一块数据，参数data为指向的数据指针，size为获取的数据长度，返回值为false表示没有可读的数据或出现异常； BackUp：在调用Next后，可以回退内部数据指针索引位置，这样下一次调用Next时可以重新获取前一段数据；参数值不可大于早期Next得到的size长度； Skip：跳过部分数据流，返回false则表示已到数据流末尾或发生异常，为防止异常，可结合ByteCount和早期的Next确定是否会达到数据流末尾； ByteCount：获取当前数据流位置； zero_copy_stream_impl_lite.h：对zero_copy_stream.h中的抽象基类的实现，主要提供基于array、string的输入和输出流实现； ArrayInputStream：类array的输入流，继承于ZeroCopyInputStream； 数据成员： data_：指向uint8类型的array的数据指针； size_：array数据的有效长度； block_size_：每次调用获取Next获取的数据最大长度； position_：当前数据的索引位置； last_returned_size_：最后一次调用Next返回的数据长度； 构造函数：参数data为指向数据array的指针(该数据array应在ArrayInputStream生命周期内是有效的)，size为数据长度，block_size为Next获取的最大长度； ArrayOutputStream：类array的输出流，继承于ZeroCopyInputStream，操作大体同ArrayInputStream； StringOutputStream：支持string类型的输出流，继承于ZeroCopyInputStream; kMinimumSize：最小的new size大小，在处理Next操作中，调整目标string大小为kMinimumSize或2 * old_size或capacity()大小； CopyingInputStream:拷贝输入流；仅提供Read、Skip操作接口； Read：读取流中指定数据；参数buffer指向流数据针对，size数据流大小，返回值为读取到的字节数，返回0为读取到数据流尾，返回-1表示异常； Skip：跳过指定长度的数据流；返回值为跳过的实际长度； CopyingOutputStream：拷贝输出流，仅提供Write操作接口； Write：从给定buffer中读取size字节的数据至输出流；返回值true表示成功，false表示写入异常； CopyingInputStreamAdaptor：拷贝输入流适配器(事实上内部并非为zero-copy)，继承于ZeroCopyInputStream，其以CopyingInputStream作为输入流对象； 数据成员： copying_stream_：CopyingInputStream类型的流对象指针； owns_copying_stream_：是否是copying_stream_对象的拥有者，便以在释放的时候释放copying_stream_对象资源； failed_：是否出现操作异常； position_：当前数据流位置索引； buffer_：读取到的数据流对象缓冲区； buffer_size_：读取到的数据流对象缓冲区大小； buffer_used_：调用Next最近一次的大小； backup_bytes_：调用BackUp的回退字节数； 成员函数： 构造函数，参数copying_stream为CopyingInputStream类型的流对象指针，block_size为数据缓冲区大小以初始化 buffer_size_(若为<0则为默认大小kDefaultBlockSize(8192)); SetOwnsCopyingStream:设置是否为copying_stream_对象的拥有者； AllocateBufferIfNeeded：分配为buffer_size_大小的buffer_缓冲区； FreeBuffer：释放buffer_缓冲区资源； 此外Next、BackUp、Skip、ByteCount为ZeroCopyInputStream的接口实现； CopyingOutputStreamAdaptor：拷贝输出流适配器(事实上内部并非为zero-copy)，继承于ZeroCopyInputStream，其以CopyingOutputStream作为输出流对象； 数据成员： copying_stream_：CopyingOutputStream类型的流对象指针； owns_copying_stream_：是否是copying_stream_对象的拥有者，便以在释放的时候释放copying_stream_对象资源； failed_：是否出现操作异常； position_：当前数据流位置索引； buffer_：读取到的数据流对象缓冲区； buffer_size_：读取到的数据流对象缓冲区大小； buffer_used_：调用Next最近一次的大小； 成员函数： 构造函数，参数copying_stream为CopyingOutputStream类型的流对象指针，block_size为数据缓冲区大小以初始化 buffer_size_(若为<0则为默认大小kDefaultBlockSize(8192)); SetOwnsCopyingStream:设置是否为copying_stream_对象的拥有者； Flush：调用底层刷新写入数据至输出流； AllocateBufferIfNeeded：分配为buffer_size_大小的buffer_缓冲区； FreeBuffer：释放buffer_缓冲区资源； WriteBuffer：写入当前buffer_used_大小的数据至输出缓冲区数据； zero_copy_stream_impl.h：对zero_copy_stream.h中的抽象基类的实现，主要实现File、stream、Concatenating、Limiting等几种流实现； FileInputStream：文件描述的读操作类，继承于ZeroCopyInputStream； 先介绍CopyingFileInputStream：文件输入流类，继承于CopyingInputStream，实现读取文件数据； 数据成员： file_：文件描述符或文件句柄； close_on_delete_：关闭时，是否释放、删除文件描述对象； is_closed_：是否已关闭； errno_：IO操作错误码； previous_seek_failed_：最近一次seek是否失败； 成员函数： 构造函数参数为文件描述符或文件句柄 Close：关闭文件描述符或文件句柄； SetCloseOnDelete：设置关闭操作时，自动释放、文件描述对象； GetErrno：获取IO操作错误码； 此外Read、Skip为CopyingInputStream类的实现接口，实现文件的读取和跳过指定字节数的操作； 数据成员： copying_input_：CopyingFileInputStream类型的输入流对象； impl_：CopyingInputStreamAdaptor类型的输入流对象适配器，作为流输入对象的实现类； 成员函数： 构造函数参数file_descriptor文件描述初始化copying_output_，其与block_size输入流块大小初始化impl_； Close：关闭文件描述并刷新缓冲区，内部调用copying_input_的Close函数； SetCloseOnDelete：设置关闭操作时，自动释放、文件描述对象，内部调用copying_input_的SetCloseOnDelete函数； GetErrno：获取IO操作错误码，内部调用copying_input_的GetErrno函数； 此外Next、BackUp、Skip、ByteCount均内部调用impl_相应接口实现； FileOutputStream：文件描述的写操作类，继承于ZeroCopyOutputStream，接口实现与FileInputStream相似； 增加了Flush接口以刷新输出流，无Skip接口； IstreamInputStream：用以对C++输入流操作，继承于ZeroCopyInputStream；同FileInputStream，只是操作构造函数为istream的对象； 其内部读输入，使用istream的read、gcount、fail、eof接口操作； OstreamOutputStream：用以对C++输出流操作，继承于ZeroCopyOutputStream，同FileOutputStream，只是操作构造函数为ostream的对象； 其内部写输出，使用ostream的write、good接口操作； ConcatenatingInputStream：处理多个ZeroCopyInputStream输入流的stream对象操作，继承于ZeroCopyInputStream； 构造函数streams为ZeroCopyInputStream类型的指针数组，count为数组大小； LimitingInputStream：处理受限字节的输入流，，继承于ZeroCopyInputStream； 构造函数input为ZeroCopyInputStream类型的指针对象，limit为字节上限； ConcatenatingInputStream与LimitingInputStream仅为其他stream对象的包装而已；