使用协议缓冲区进行多态性的正确方法是什么？

Question

我正在尝试长期序列化一堆与 java 中强大的类层次结构相关的对象，并且我想使用协议缓冲区来完成此操作，因为它们的简单性、性能和易于升级。然而，它们并没有为多态性提供太多支持。现在，我处理它的方式是通过一个“一条消息来统治所有”解决方案，该解决方案具有一个必需的字符串 uri 字段，允许我通过反射实例化正确的类型，然后是一堆可选字段我可以序列化其他可能的类，但只会使用其中之一（基于 uri 字段的值）。有没有更好的方法来处理多态性，或者这是否像我想要的那样好？

Answer 1

在 proto3 中，extend 关键字已被替换。
来自文档：如果您已经熟悉 proto2 语法，Any 类型取代了扩展。

syntax = "proto3";

import "google/protobuf/any.proto";

message Foo {
  google.protobuf.Any bar = 1;
}

但要注意：Any 本质上是一个字节 blob。大多数时候，最好使用 Oneof：

syntax = "proto3";

message A {
    string a = 1;
}

message B {
    string b = 1;
}

message Foo {
  oneof bar {
    A a = 1;
    B b = 2;
  }
}

Answer 2

有几种实现多态性的技术。我尝试在这里涵盖所有内容： 协议缓冲区多态性

我首选的方法使用嵌套 扩展：

message Animal
{
    extensions 100 to max;

    enum Type
    {
        Cat = 1;
        Dog = 2;
    }

    required Type type = 1;
}

message Cat
{
    extend Animal
    {
        required Cat animal = 100; // Unique Animal extension number
    }

    // These fields can use the full number range.
    optional bool declawed = 1;
}

message Dog
{
    extend Animal
    {
        required Dog animal = 101; // Unique Animal extension number
    }

    // These fields can use the full number range.
    optional uint32 bones_buried = 1;
}

Answer 3

乔恩的解决方案是正确的并且有效，但很奇怪（对我来说）。但 Protocol Buffers 非常简单，所以你可以这样做：

enum Type {
    FOO = 0;
    BAR = 1;
  }

message Foo {
  required Type type = 1;
}

message Bar {
  required Type type = 1;
  required string text = 2;
}

基本上消息 Bar 扩展了消息 Foo （当然从实用的角度来看）。 Java 中的实现也很简单：

Bar bar = Bar.newBuilder().setType(Type.BAR).setText("example").build();
byte[] data = bar.toByteArray();

----

Foo foo = Foo.parseFrom(data);
if(foo.getType() == Type.BAR){
   Bar bar = Bar.parseFrom(data);
   System.out.println(bar.getText());
}

我知道，这不是一个优雅的解决方案，但它简单且符合逻辑。

Answer 4

请查看扩展程序和嵌套扩展程序，以一种更简洁的方式做这个。

Answer 5

您是否考虑过使用扩展程序？您可以让 uri 字段确定要使用的类型，然后加载适当的扩展。如果您知道您的字段是互斥的，那么您可以在不同的扩展之间重用字段 ID。

您必须自己处理这一切，因为协议缓冲区的设计目的不是超越简单的值列表进行自我描述。这在谷歌技术页面中有所涉及。

Answer 6

对我来说，这是一个比 @Łukasz Marciniak 的答案更好的解决方案。

如果 Bar 扩展了 Foo，只需编写：

message Bar {
   optional Foo foo = 1;
   optional double aDouble = 2;
}
message Foo {
   optional string aString = 1;
}

因此，如果 Foo 演化，则仅修改 Foo 消息。