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FlatBuffers 是一个开源 序列化 库，提供与 Protocol Buffers、Thrift、Apache Avro 等类似的序列化格式。它由 Wouter van Oortmerssen 开发，后由 Google 开源，主要用于 Android 游戏和注重性能的应用。FlatBuffers 支持多种语言的端口，包括 C++、C#、C、Go、Java、PHP、Python 和 JavaScript。

FlatBuffers 的核心特点

FlatBuffers 是一个二进制 buffer，它通过 offset 组织嵌套对象（如 struct、table、vector 等），允许直接访问数据与传统指针方式类似。然而，大多数内存结构与 FlatBuffers不同，后者采用严格的对齐规则和字节顺序，以确保跨平台兼容。此外，table 对象支持前向/后向兼容性和 optional 字段，方便应对数据格式的演变。

FlatBuffers 的主要优势在于避免反序列化。通过定义二进制数据协议，FlatBuffers 将数据直接转换为二进制格式，无需额外的反序列化步骤。与传输 JSON 的流程相比，FlatBuffers 的二进制文件可以直接读取和解析，显著提高性能。

FlatBuffers 的数据类型

FlatBuffers 支持基本类型和复杂类型：

• 基本类型：

  • 8 位：byte、ubyte、bool
  • 16 位：short、ushort
  • 32 位：int、uint、float
  • 64 位：long、ulong、double

• 特殊类型：

  • SOffsetT（有符号 offset，size = 4）
  • UOffsetT（无符号 offset，size = 4）
  • VOffsetT（vtable 无符号 offset，size = 2）

• 复杂类型：

  • 数组（用 [type] 表示，不支持嵌套数组）
  • 字符串（支持 UTF-8 或 7-bit ASCII，可用 [byte] 或 [ubyte] 表示其他编码）
  • Struct（支持基本类型或嵌套 Struct）
  • Table（最灵活且最常用的类型，支持多种类型）

如何安装 FlatBuffers 工具

安装 flatc 工具需要以下步骤：

apt install cmake

git clone https://github.com/google/flatbuffers.git

cmake -G "Unix Makefiles"  make  make install

flatc --version

测试 FlatBuffers 的示例代码

以下是 FlatBuffers 的一个基本测试用例：

#include "test_generated.h"  #include 
   
      #include 
    
       using namespace std;  using namespace TestApp;  int main() {      FlatBufferBuilder builder;      vector
     
       vec;      for (size_t i = 0; i < 10; ++i) {          vec.push_back(i);      }      auto id = 123;      auto name = builder.CreateString("name");      auto list = builder.CreateVector(vec);      uint8_t flag = 1;      KV kv(1, 1.0);      auto mloc = CreateTestObj(builder, id, name, flag, list, &kv);      builder.Finish(mloc);      char* ptr = (char*)builder.GetBufferPointer();      uint64_t size = builder.GetSize();      auto obj = GetTestObj((uint8_t*)ptr);      cout << obj->id() << endl;      cout << obj->name()->c_str() << endl;      cout << obj->flag() << endl;      for (size_t i = 0; i < obj->list()->size(); ++i) {          cout << obj->list()->Get(i) << endl;      }      return 0;  }
     
    
   

编译与运行

g++ -std=c++11 ./test.cpp -I /home/ws/code/flatbuffers/include/  ./a.out

输出结果：

123  name  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  1  1

生成的文件：test_generated.h

#include "flatbuffers/flatbuffers.h"  namespace TestApp {      struct KV {          key: ulong;          value: double;      }      table TestObj {          id: ulong;          name: string;          flag: ubyte = 0;          list: [ulong];          kv: KV;      }      root_type TestObj;  }

注意事项

• 数据类型的默认值规则：标量类型可设默认值，非标量（如 string、vector、table）字段默认不存在时为 null。
• table 最为灵活且常用，适合复杂数据结构。

通过以上步骤，您可以成功使用 FlatBuffers 进行数据序列化与反序列化，优化应用的性能表现。

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