protobuf v3 中的字段默认值和空字段区分？

简介

protobuf 是 google 开源的序列化工具，在微服务架构中是常见的 dto 构建工具。

protobuf v3

在 protobuf3 中，字段的的默认规则都是 optional 的，正是因为如此，我们在 marshal 的时候字段是可选的，但是在 unmarshal 的时候，所有的字段都是会被设置值的，如在 marshal 未设置字段在 unmarshal 的时候会被默认值填充，这时我们是没有办法区分字段是 nullState 还是 defaulteValue。

如下：

syntax="proto3"

package dto
message Request {
	string name = 1;
	int32 age = 2;
	string sex = 3;
}

message Response {

}

service Transport {
	rpc Send(Request) returns(Response)
}

import "dto"

func TestNullState() {
	req := &dto.Request{
		Name: "joe",
		Age:  23,
	}
	//假设拿到了grpc的client
	resp, err := client.Send(req)
}

package service

import "dto"

type TransportService{}

func (transport *TransportService) Send(ctx context.Context, req *dto.Request) (resp *dto.Response, err error) {
	//在这里我们拿到了dto.Requset,
	//那么，如何判断req.Sex是未设置，还是设置了""呢？
	//protobuf是不提共判断的，从v3开始。
}

判断 nullState 和 defaultValue

方案 1：使用特殊值判断

使用特殊值替代 nullState，如年龄字段，age 显然不能为负，所以负数都可以替代 nullState，这是表示层的（represent）的 nullState。 但是如果是 description，这样的字段，如何表示 未设置状态 呢？

其次就是特殊值的耦合很深，编码不灵活。

方案二：显式定义 boolean 字段(不建议)

显式定义 bool 字段，那么 message 的字段数加倍，并且排版难看。

message Request {
	string name = 1;
	in32 age = 2;
	string sex = 3;
	bool has_name = 4;
	bool has_age = 5
	bool has_sex = 6;
}

方案三：使用 oneof 黑科技

message SampleMessage {
  oneof test_oneof {
    string name = 4;
    SubMessage sub_message = 9;
  }
}



oneof关键字和c语言中的union是一个意思，就是oneof中的所有字段只能同时set一个，set一个前一个将被抹去。

### 方案四：使用wrapper类型


使用wrapper类型来传递，是一个很好的方法，很nice。

```go
message String {//wrapper string.
	string value = 1;
	bool flag = 2;
}

这样虽然和 显式增加判断字段 相似，但是好看不是吗？且可维护性和扩展性更好。

方案五：使用 bitset 来判断字段是否 set

添加一个 bitset 类型字段来实现存储字段是否存储。至于 bitset 如何实现，这不重要（使用一个 int64 基本就已经够用了）。

message Request {
	int64 fields_state = 1;
	string name = 2;
	int32 age = 3;
	string sex = 4;
}

//通过位移运算来判断字段是否被设置。

以字段索引为索引，通过位移运算来判断字段是否被设置。

方案六：使用 json 传递数据，在 protobuf 中开洞

在 protobuf 里面打个洞，传递 json 数据，也就是 string。

message Request {
	string content = 1;
}

在 grpc 后端，我们再对 content 字段进行 json.Unmarshal 来解析请求。

这样做是没有任何问题的，但是效率有点低。首先 grpc 是基于 htpp2 的，所以就需要经过 http 编解码和 protobuf 编解码，就是两次，再加上 json 的话就是 3 次，此时效率会降低。

Reference

[1] https://www.cnblogs.com/tohxyblog/p/8974763.html

[2] https://zhuanlan.zhihu.com/p/46603988

[3] https://stackoverflow.com/questions/42622015/how-to-define-an-optional-field-in-protobuf-3