mpack简明教程

文章目录

    • 摘要
    • MessagePack简介
    • MPACK的简单使用
    • 在定长的buffer存储不定长的数据
    • 读取截断的数据

摘要

本文先简单介绍MessagePack的基本概念。

然后,介绍一个MessagePack C API - MPack的通常使用。

接着尝试对MPack截断数据的读取。

注:本文完整代码见仓库。


MessagePack简介

如果你使用过C/C++的json库,那么上手MessagePack是比较容易的。关于C/C++ Json库的使用可见:C++ JSON库的一般使用方法-CSDN博客。

这里,我先说下结论,对于用户层面而言,MessagePack相对于json节省空间,但牺牲了可读性(对于人类而言)。(更多区别见:Why Not Just Use JSON?)

下面我们来看两个示例,了解下MessagPack是如何压缩json内容。这个压缩过程,遵循MessagePack specification(MessagePack规范)

第一个示例,来自MessagePack首页。它将27个字节的JSON内容,压缩到18个字节。

在这里插入图片描述

我们根据MessagePack规范来看下上面是如何压缩的。

# 82的含义
## 对于元素个数不超过15个的map存储,遵循如下格式
## 82 == 1000 0010 表示该结构为map,有两个元素
+--------+~~~~~~~~~~~~~~~~~+
|1000XXXX|   N*2 objects   |
+--------+~~~~~~~~~~~~~~~~~+# A7的含义
## 对于长度不超过31的固定长度字符串存储,遵循如下格式
## A7 == 1010 0111 表示该结构为字符串,有7个字符
+--------+========+
|101XXXXX|  data  |
+--------+========+# C3含义
## false:
+--------+
|  0xc2  |
+--------+
## true:
+--------+
|  0xc3  |
+--------+# A6的含义--略,查询过程同上面A7# 00的含义
## 可以使用7-bit存储的正整数,遵循如下格式
## 00 = 0000 0000
+--------+
|0XXXXXXX|
+--------+

我们再来看一个示例,练习下。这个示例来自: mpack/docs/expect.md at develop · ludocode/mpack

["hello","world!",[1,2,3,4]
]

上面这个json,使用MessagPack编码如下。

93                     # an array containing three elementsa5 68 65 6c 6c 6f    # "hello"a6 77 6f 72 6c 64 21 # "world!"94                   # an array containing four elements01                 # 102                 # 203                 # 304                 # 4

MPACK的简单使用

了解了MessagePack的概念之后,我们看下它的C api的使用。MPACK是MessagePack C语言实现的API之一。mpack的stars没有msgpack-c多。但是mpack对libc的版本没有要求。下面是对mpack的使用教程。

JSON的使用包含两个部分:将json数据写入内存/文件;从已有的json数据中读取内容。

mapck在使用结构上,和json类似,分为写和读。MPack api是mpack的api文档,接口使用的详细介绍见文档。写数据的部分调用Write API。如果没有内存限制,读取的时候使用Node API。如果有内存限制,则使用Reader API+Expect API。(这里说的内存限制是指,程序运行的内存限制,而不是数据存储的内存限制)

这个参考示例不错,在开始之前,可以一读:一个C语言MessagePack库:mpack

下面我们开始写demo。写一个最简单,也是最常用的demo:存储数据的内存无限制时,使用mpack进行数据的写入和读取。示例参考自官方的README:ludocode/mpack: MPack - A C encoder/decoder for the MessagePack serialization format / msgpack.org[C]. 这里对这些API进行简单的介绍,详细介绍见官方文档。

  • mpack_writer_init_growable(mpack_writer_t* writer, char** target_data, size_t* target_size)使用一个会增长的buffer。
  • 在调用mpack_writer_destroy后,将上面target_data指向写入数据的地址。
  • 最后必须调用MPACK_FREE()释放申请的数据。
  • 使用mpack_build_map开始构建一个map,我们此时不知道map中元素的个数。如果知道元素个数,使用mpack_start_map()替代。
  • 使用mpack_build_map后,后面必须跟偶数个数的元素,在结束的时候调用 mpack_complete_map()
  • 使用Node API读取数据。
#include "mpack.h"
#include <stdio.h>/*
{"name": "3-1","number": 56,"students": [{"name": "zhangsan","score": 76.8},{"name": "lisi","score": 77}]
}
*/mpack_error_t class_information_serialize(char **data, size_t *size) {mpack_writer_t writer;mpack_writer_init_growable(&writer, data, size);mpack_build_map(&writer);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "3-1");mpack_write_cstr(&writer, "number");mpack_write_u8(&writer, 56);mpack_write_cstr(&writer, "students");mpack_build_array(&writer);mpack_start_map(&writer, 2);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "zhangsan");mpack_write_cstr(&writer, "score");mpack_write_float(&writer, 76.8);mpack_finish_map(&writer);mpack_start_map(&writer, 2);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "lisi");mpack_write_cstr(&writer, "score");mpack_write_float(&writer, 77);mpack_finish_map(&writer);mpack_complete_array(&writer);mpack_complete_map(&writer);mpack_error_t ret = mpack_writer_destroy(&writer);return ret;
}mpack_error_t class_information_deserialize(const char *data, size_t length) {mpack_tree_t tree;mpack_tree_init_data(&tree, data, length);mpack_tree_parse(&tree);mpack_node_t root = mpack_tree_root(&tree);const char *name = mpack_node_str(mpack_node_map_cstr(root, "name"));size_t name_len = mpack_node_strlen(mpack_node_map_cstr(root, "name"));uint8_t number = mpack_node_u8(mpack_node_map_cstr(root, "number"));printf("name:%.*s\n", name_len, name);printf("number:%u\n", number);printf("students:\n");mpack_node_t students = mpack_node_map_cstr(root, "students");size_t student_num = mpack_node_array_length(students);for (unsigned int i = 0; i < student_num; i++) {mpack_node_t student = mpack_node_array_at(students, i);const char *name = mpack_node_str(mpack_node_map_cstr(student, "name"));size_t name_len = mpack_node_strlen(mpack_node_map_cstr(student, "name"));float score = mpack_node_float(mpack_node_map_cstr(student, "score"));printf("  name:%.*s\n", name_len, name);printf("  score:%.2f\n", score);}mpack_error_t ret = mpack_tree_destroy(&tree);return ret;
}int main(int argc, char *argv[]) {char *data = NULL;size_t size = 0;class_information_serialize(&data, &size);class_information_deserialize(data, size);MPACK_FREE(data);
}

程序输出如下。

name:3-1
number:56
students:name:zhangsanscore:76.80name:lisiscore:77.00

在定长的buffer存储不定长的数据

工作的时候,会想使用比较奇怪的调用。首先,所有的数据都要存储在一个定长的buffer里面。因为这个buffer是从一个内存池中取出的,所以它的长度是定长的。但是,往里面写入数据的时候,会写多次,长度不一定。

修改上面的示例:现在要写入不定个数的student到数组中;允许截断;

截断的时候发生了什么?截断后还能否读取?

遇到截断,writer会设置错误的标记位。正常编码的时候,这个writer数据不应该在后续进行读取。因为它已经被标记为错误。

但是,总有些头铁的需求,想用发生截断时,已经写入内存的数据。这个从API文档里面是看不出来的,要看mpack的源码。

我先说结论:

  • 从前往后,不断将build中的内容,复制写入buffer。写之前检查空间是否足够,不够则停止写入,并标记错误。
  • 使用 node api 无法读取。因为数据被截断,不合法。

大体结构图如下。

在这里插入图片描述

示例代码如下。

#include "mpack.h"
#include <stdio.h>/*
{"name": "3-1","number": 56,"students": [{"name": "zhangsan","score": 76.8},{"name": "lisi","score": 77}]
}
*/mpack_error_t class_information_serialize(char *data, size_t *size) {mpack_writer_t writer;mpack_writer_init(&writer, data, *size);mpack_build_map(&writer);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "3-1");mpack_write_cstr(&writer, "number");mpack_write_u8(&writer, 56);mpack_write_cstr(&writer, "students");mpack_build_array(&writer);for (unsigned int i = 0; i < 56; i++) {mpack_start_map(&writer, 2);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "zhangsan");mpack_write_cstr(&writer, "score");mpack_write_float(&writer, 76.8);if (mpack_writer_error(&writer) != mpack_ok) {printf("error_%u: %d\n", i, mpack_writer_error(&writer));}mpack_finish_map(&writer);}mpack_complete_array(&writer);mpack_complete_map(&writer);if (mpack_writer_error(&writer) != mpack_ok) {printf("after write all students error: %d\n", mpack_writer_error(&writer));}*size = mpack_writer_buffer_used(&writer);mpack_error_t ret = mpack_writer_destroy(&writer);return ret;
}mpack_error_t class_information_deserialize(const char *data, size_t length) {mpack_tree_t tree;mpack_tree_init_data(&tree, data, length);mpack_tree_parse(&tree);if (mpack_tree_error(&tree) != mpack_ok) {printf("parse tree error: %d\n", mpack_tree_error(&tree));}mpack_node_t root = mpack_tree_root(&tree);const char *name = mpack_node_str(mpack_node_map_cstr(root, "name"));size_t name_len = mpack_node_strlen(mpack_node_map_cstr(root, "name"));uint8_t number = mpack_node_u8(mpack_node_map_cstr(root, "number"));printf("name:%.*s\n", name_len, name);printf("number:%u\n", number);printf("students:\n");mpack_node_t students = mpack_node_map_cstr(root, "students");size_t student_num = mpack_node_array_length(students);for (unsigned int i = 0; i < student_num; i++) {mpack_node_t student = mpack_node_array_at(students, i);const char *name = mpack_node_str(mpack_node_map_cstr(student, "name"));size_t name_len = mpack_node_strlen(mpack_node_map_cstr(student, "name"));float score = mpack_node_float(mpack_node_map_cstr(student, "score"));printf("  name:%.*s\n", name_len, name);printf("  score:%.2f\n", score);}mpack_error_t ret = mpack_tree_destroy(&tree);return ret;
}int main(int argc, char *argv[]) {
#define DATA_BUFFER_SIZE 35char data[DATA_BUFFER_SIZE] = {0};size_t size = DATA_BUFFER_SIZE;class_information_serialize(data, &size);class_information_deserialize(data, size);
}

输出如下。

after write all students error: 6
parse tree error: 3
name:
number:0
students:

读取截断的数据

既然使用node api解析数据会失败。那不要解析,顺序读取,一直读取到异常。

参考自:Using the Expect API。代码如下。

#include "mpack.h"
#include <stdio.h>/*
[{"name": "zhangsan","score": 76.8},{"name": "lisi","score": 77}...
]*/mpack_error_t class_information_serialize(char *data, size_t *size) {mpack_writer_t writer;mpack_writer_init(&writer, data, *size);mpack_build_array(&writer);for (unsigned int i = 0; i < 56; i++) {mpack_build_map(&writer);mpack_write_cstr(&writer, "name");mpack_write_cstr(&writer, "zhangsan");mpack_write_cstr(&writer, "score");mpack_write_float(&writer, 76.8);mpack_complete_map(&writer);}mpack_complete_array(&writer);if (mpack_writer_error(&writer) != mpack_ok) {printf("after write all students error: %d\n", mpack_writer_error(&writer));}*size = mpack_writer_buffer_used(&writer);mpack_error_t ret = mpack_writer_destroy(&writer);return ret;
}mpack_error_t class_information_deserialize(const char *data, size_t length) {mpack_reader_t reader;mpack_reader_init_data(&reader, data, length);uint32_t students_num = mpack_expect_array(&reader);printf("students num: %u\n", students_num);for (unsigned int i = 0; i < students_num; i++) {uint32_t elem_cnt = mpack_expect_map(&reader);mpack_expect_cstr_match(&reader, "name");char name[20];size_t name_len = mpack_expect_str_buf(&reader, name, 20);mpack_expect_cstr_match(&reader, "score");float score = mpack_expect_float(&reader);if (mpack_reader_error(&reader) != mpack_ok) {break;}printf("name:%.*s\n", name_len, name);printf("score:%.2f\n", score);mpack_done_map(&reader);}return mpack_ok;
}int main(int argc, char *argv[]) {
#define DATA_BUFFER_SIZE 100char data[DATA_BUFFER_SIZE] = {0};size_t size = DATA_BUFFER_SIZE;class_information_serialize(data, &size);class_information_deserialize(data, size);
}

输出如下。

after write all students error: 6
students num: 56
name:zhangsan
score:76.80
name:zhangsan
score:76.80
name:zhangsan
score:76.80

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.hqwc.cn/news/471720.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

springboot187社区养老服务平台的设计与实现

简介 【毕设源码推荐 javaweb 项目】基于springbootvue 的 适用于计算机类毕业设计&#xff0c;课程设计参考与学习用途。仅供学习参考&#xff0c; 不得用于商业或者非法用途&#xff0c;否则&#xff0c;一切后果请用户自负。 看运行截图看 第五章 第四章 获取资料方式 **项…

优化策略模式,提高账薄显示的灵活性和扩展性

接着上一篇文章&#xff0c;账薄显示出来之后&#xff0c;为了提高软件的可扩展性和灵活性&#xff0c;我们应用策略设计模式。这不仅仅是为了提高代码的维护性&#xff0c;而是因为明细分类账账薄显示的后面有金额分析这个功能&#xff0c;从数据库后台分析及结合Java语言特性…

记录一次涩涩情侣飞行棋密码破解

注本公众号&#xff0c;长期推送技术文章 知攻善防实验室 红蓝对抗&#xff0c;Web渗透测试&#xff0c;红队攻击&#xff0c;蓝队防守&#xff0c;内网渗透&#xff0c;漏洞分析&#xff0c;漏洞原理&#xff0c;开源 工具&#xff0c;社工钓鱼&#xff0c;网络安全。 81篇原…

【后端高频面试题--Nginx篇】

&#x1f680; 作者 &#xff1a;“码上有前” &#x1f680; 文章简介 &#xff1a;后端高频面试题 &#x1f680; 欢迎小伙伴们 点赞&#x1f44d;、收藏⭐、留言&#x1f4ac; 后端高频面试题--Nginx篇 往期精彩内容什么是Nginx&#xff1f;为什么要用Nginx&#xff1f;为…

「递归算法」:两两交换链表中的节点

一、题目 给你一个链表&#xff0c;两两交换其中相邻的节点&#xff0c;并返回交换后链表的头节点。你必须在不修改节点内部的值的情况下完成本题&#xff08;即&#xff0c;只能进行节点交换&#xff09;。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;head [1,2,3,4] 输出&#xf…

[力扣 Hot100]Day27 合并两个有序链表

题目描述 将两个升序链表合并为一个新的 升序 链表并返回。新链表是通过拼接给定的两个链表的所有节点组成的。 出处 思路 简单题&#xff0c;两个指针就能解决。 代码 class Solution { public:ListNode* mergeTwoLists(ListNode* list1, ListNode* list2) {if(!list1)…

Linux第55步_根文件系统第2步_测试使用busybox生成的根文件系统

测试使用busybox生成的根文件系统。测试内容较多&#xff0c;很杂。 1、修改“nfs-kernel-server” 1)、打开终端 输入“sudo vi /etc/default/nfs-kernel-server回车”&#xff0c;打开“nfs-kernel-server”文件。 输入密码“123456回车” 见下图&#xff1a; 2)、在最后…

情人节到了,写一份爱心程序(python)

前言 情人节到了&#xff0c;写一份爱心代码给喜欢的人呀 公式 首先我们介绍下爱心的公式的参数方程&#xff1a; x 16 s i n 3 ( t ) x 16sin^3(t) x16sin3(t) y 13 c o s ( t ) − 5 c o s ( 2 t ) − 2 c o s ( 3 t ) − c o s ( 4 t ) y 13cos(t) - 5cos(2t) - 2co…

Kubernetes 核心概念

一、什么是 Kubernetes 1、含义&#xff1a; Kubernetes 是一个自动化的容器编排平台&#xff0c;它负责应用的部署、应用的弹性以及应用的管理。 2、核心功能&#xff1a; (1) 调度&#xff1a; Kubernetes 的调度器可以把用户提交的容器放到 Kubernetes 管理的集群的某一…

Android Studio 实现图书借阅(管理)系统

&#x1f345;文章末尾有获取完整项目源码方式&#x1f345; 目录 前言 一、任务介绍 1.1 背景 1.2目的和意义 二、 实现介绍 视频演示 2.1 启动页实现 2.2 注册页面实现 2.3 登陆页面实现 2.4 图书列表的实现 2.5 当前借阅页面实现 2.6 我的页面实现…

京东购物拉新保姆级教程

您好&#xff0c;我是码农飞哥&#xff08;wei158556&#xff09;&#xff0c;感谢您阅读本文&#xff0c;欢迎一键三连哦。&#x1f4aa;&#x1f3fb; 1. Python基础专栏&#xff0c;基础知识一网打尽&#xff0c;9.9元买不了吃亏&#xff0c;买不了上当。 Python从入门到精通…

Java线程与进程

线程 概念 Java中&#xff0c;线程是程序执行的最小单位&#xff0c;它是进程的一个执行流&#xff0c;也是CPU调度和分配的基本单位。每个进程都可以运行多个线程&#xff0c;这些线程共享进程的内存块&#xff0c;但每个线程都有自己的堆栈和局部变量。 Java中的线程有两种…