.Net प्लेटफ़ॉर्म पर प्रोटोकॉल बफ़र्स का उपयोग करना (भाग 1)

मैं आपके ध्यान में एक चर्चा प्रारूप में .Net मंच पर प्रोटोकॉल बफ़र्स का उपयोग करने के लिए एक परिचय लाता हूं। मैं बताऊंगा और दिखाऊंगा कि यह क्या है और क्यों। नेट डेवलपर को इसकी आवश्यकता है। विषय के लिए पाठक को C # भाषा का प्रारंभिक कमांड और SVN संस्करण नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता होती है। चूंकि सामग्री का वॉल्यूम हब पर विषयों की औसत सांख्यिकीय मात्रा से अधिक है, जो हैब्रोसर को पीड़ा में ड्राइव नहीं करता है और उन्हें टिप्पणियों पर स्क्रॉल करने के लिए मजबूर नहीं करता है, इसे दो भागों में विभाजित करने का निर्णय लिया गया था। पहले भाग में हम मूल बातों से परिचित होंगे और बहुत सारे कोड भी लिखेंगे (नहीं)!

हैलो, प्रोटोकॉल बफ़र्स क्या हैं?

आधिकारिक पृष्ठ पर परिभाषा के अनुसार, प्रोटोकॉल बफ़र्स (प्रोटोबॉफ़) एक कुशल और एक्स्टेंसिबल प्रारूप में संरचित डेटा को एन्कोडिंग करने की एक विधि है जो Google अपने लगभग सभी उत्पादों में उपयोग करता है। .Net सहित अधिकांश प्लेटफार्मों के लिए, इस प्रक्रिया को क्रमांकन कहा जाता है।

मैं Google सेवाओं का उपयोग करता हूं, लेकिन प्रोटोबॉफ मुझे कैसे विकसित कर सकता है। नेट अनुप्रयोग?

हां, आप सही हैं, Google .Net डेवलपर्स के लिए विशेष लाइब्रेरी नहीं लिखता है। हालाँकि, एक प्रोटोबॉफ़-नेट परियोजना है (प्लेटफ़ॉर्म के लिए प्रोटोबॉफ़ के कई कार्यान्वयनों में से एक) जो कि नेटबॉफ़ को नेट में इस्तेमाल करने की अनुमति देता है। इसका नेतृत्व मार्क ग्रेवेल द्वारा किया जाता है, जो स्टैकओवरफ्लो.कॉम पर एक नियमित और कई अन्य महान परियोजनाओं का सदस्य है। इसलिए आप हमेशा उससे एक सवाल पूछ सकते हैं, और वह खुशी से इसका जवाब देगा (जो विषय के लेखक ने दुरुपयोग किया है)।

मुझे अंतर्निहित उपकरणों के बजाय इस लाइब्रेरी का उपयोग क्यों करना चाहिए?

जब यह .Net में क्रमांकन की बात आती है, तो हर कोई आमतौर पर एक बाइनरी फॉर्मैटर और xml धारावाहिक के अस्तित्व को याद करता है। अगली बात यह है कि डेवलपर्स ध्यान दें कि पहला तेज है और एक उच्च संपीड़न अनुपात है, लेकिन यह केवल नेट प्लेटफॉर्म के भीतर काम करता है; और दूसरा मानव-पठनीय प्रारूप में डेटा प्रस्तुत करता है और SOAP के आधार के रूप में कार्य करता है, जो बदले में क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म समर्थन प्रदान करता है। वास्तव में, गति और पोर्टेबिलिटी के बीच चयन करने के लिए आपको हमेशा एक स्वयंसिद्धता अपनाने की आवश्यकता होती है! लेकिन प्रोटोबॉफ आपको एक ही बार में दोनों समस्याओं को हल करने की अनुमति देता है।

तो आप कहते हैं कि प्रोटोबॉफ़ द्विआधारी क्रमांकन से हीन नहीं है और पोर्टेबल भी है?

हाँ, यह बात है। आइए एक छोटे से उदाहरण को देखें, और साथ ही साथ प्रोटोबोफ-नेट का उपयोग करना सीखें। मान लीजिए कि हमारे पास निम्नलिखित संस्थाएँ हैं:

using System;
using ProtoBuf;

namespace Proto.Sample
{
public enum TaskPriority
{
Low,
Medium,
High
}

[ Serializable ] // <-- BinaryFormatter
[ProtoContract]
public class Task
{
[ProtoMember(1)]
public int Id { get ; set ; }

[ProtoMember(2)]
public DateTime CreatedAt { get ; set ; }

[ProtoMember(3)]
public string CreatedBy { get ; set ; }

[ProtoMember(4)]
public TaskPriority Priority { get ; set ; }

[ProtoMember(5)]
public string Content { get ; set ; }
}
}

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

प्रोटोबॉफ़-नेट को विशेष विशेषताओं के उपयोग की आवश्यकता होती है, जो सीधे प्रारूप की मुख्य विशेषता से - खेतों के क्रम पर निर्भर करती है। हम प्रदर्शन और संपीड़न अनुपात का परीक्षण लिखेंगे:

using System;
using System.Collections. Generic ;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using ProtoBuf;

namespace Proto.Sample
{
internal class Program
{
private static void Main( string [] args)
{
var tasks = new List <Task>
{
new Task
{
Id = 1,
CreatedBy = "Steve Jobs" ,
CreatedAt = DateTime .Now,
Priority = TaskPriority.High,
Content = "Invent new iPhone"
},
new Task
{
Id = 2,
CreatedBy = "Steve Ballmer" ,
CreatedAt = DateTime .Now.AddDays(-7),
Priority = TaskPriority.Low,
Content = "Install own Skype"
}
};

Console .WriteLine( "The test of binary formatter:" );

const string file1 = "tasks1.bin" ;

TestBinaryFormatter(tasks, file1, 1000);
TestBinaryFormatter(tasks, file1, 2000);
TestBinaryFormatter(tasks, file1, 3000);
TestBinaryFormatter(tasks, file1, 4000);
TestBinaryFormatter(tasks, file1, 5000);

Console .WriteLine( "\nThe test of protobuf-net:" );

const string file2 = "tasks2.bin" ;

TestProtoBuf(tasks, file2, 1000);
TestProtoBuf(tasks, file2, 2000);
TestProtoBuf(tasks, file2, 3000);
TestProtoBuf(tasks, file2, 4000);
TestProtoBuf(tasks, file2, 5000);

Console .WriteLine( "\nThe comparision of file size:" );

Console .WriteLine( "The size of {0} is {1} bytes" , file1, ( new FileInfo(file1)).Length);
Console .WriteLine( "The size of {0} is {1} bytes" , file2, ( new FileInfo(file2)).Length);

Console .ReadKey();
}

private static void TestBinaryFormatter(IList<Task> tasks, string fileName, int iterationCount)
{
var stopwatch = new Stopwatch();
var formatter = new BinaryFormatter();
using ( var file = File .Create(fileName))
{
stopwatch.Restart();

for ( var i = 0; i < iterationCount; i++)
{
file.Position = 0;
formatter.Serialize(file, tasks);
file.Position = 0;
var restoredTasks = ( List <Task>)formatter.Deserialize(file);
}

stopwatch.Stop();

Console .WriteLine( "{0} iterations in {1} ms" , iterationCount, stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
}

private static void TestProtoBuf(IList<Task> tasks, string fileName, int iterationCount)
{
var stopwatch = new Stopwatch();
using ( var file = File .Create(fileName))
{
stopwatch.Restart();

for ( var i = 0; i < iterationCount; i++)
{
file.Position = 0;
Serializer.Serialize(file, tasks);
file.Position = 0;
var restoredTasks = Serializer.Deserialize< List <Task>>(file);
}

stopwatch.Stop();

Console .WriteLine( "{0} iterations in {1} ms" , iterationCount, stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
}
}
}

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

परिणाम:

The test of binary formatter:
1000 iterations in 423 ms
2000 iterations in 381 ms
3000 iterations in 532 ms
4000 iterations in 660 ms
5000 iterations in 814 ms

The test of protobuf-net:
1000 iterations in 1056 ms
2000 iterations in 76 ms
3000 iterations in 129 ms
4000 iterations in 152 ms
5000 iterations in 202 ms

The comparision of file size:
The size of tasks1.bin is 710 bytes
The size of tasks2.bin is 101 bytes

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

जैसा कि आप देख सकते हैं, हमने न केवल गति में, बल्कि संपीड़न अनुपात में भी बाइनरी क्रमांकन को पार कर लिया है। एकमात्र दोष यह है कि प्रोटोबॉफ-नेट को "ठंड शुरू" करने में अधिक समय लगा। लेकिन आप निम्न सहायक कोड का उपयोग करके इस समस्या को हल कर सकते हैं:

var model = TypeModel.Create();
model.Add( typeof (Task), true );
var compiledModel = model.Compile(path);
compiledModel.Serialize(file, tasks);

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

अन्य परीक्षण और परिणाम यहां देखे जा सकते हैं ।

लगभग। गति और संपीड़न के बारे में, आपने मुझे आश्वस्त किया, लेकिन पोर्टेबिलिटी को कैसे हल किया जाता है?

आप देखते हैं, यदि आपके लिए आवश्यक प्लेटफॉर्म के लिए कार्यान्वयन है, तो अधिकांश मामलों में पोर्टेबिलिटी समस्या को हटा दिया जाता है। और प्रोटोबॉफ कार्यान्वयन 20 से अधिक भाषाओं के लिए मौजूद हैं। पूरी सूची यहां देखी जा सकती है । मैं केवल ध्यान देता हूं कि कुछ भाषाओं के लिए एक से अधिक कार्यान्वयन हैं। इसलिए आपके पास हमेशा एक विकल्प होता है।

UPD: भाग 2