Cài đặt thư viện Protobuf.js trong JavaScript

Lời giới thiệu

Protobuf.js là một thư viện JavaScript giúp mã hóa và giải mã dữ liệu theo giao thức Protocol Buffers (Protobuf). Protocol Buffers là một ngôn ngữ trung lập, nền tảng trung lập cho việc tuần tự hóa dữ liệu cấu trúc -- nghĩ đến XML hoặc JSON, nhưng nhỏ gọn và nhanh chóng hơn. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách cài đặt và sử dụng thư viện Protobuf.js trong các dự án JavaScript.

Protocol Buffers là gì?

Tổng quan

Protocol Buffers là một ngôn ngữ tuần tự hóa dữ liệu được phát triển bởi Google nhằm tối ưu hóa việc lưu trữ và truyền dữ liệu. Đây là một định dạng nhị phân, nghĩa là nó tiêu thụ ít dung lượng hơn và có độ trễ thấp hơn khi thực hiện so với các định dạng văn bản như JSON hoặc XML.

Tại sao nên sử dụng Protocol Buffers?

• Hiệu suất cao: Do sử dụng định dạng nhị phân, Protocol Buffers thường nhanh hơn và nhỏ gọn hơn.
• Ngôn ngữ trung lập: Bạn có thể sử dụng Protobuf với nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau như Java, C++, Python, và dĩ nhiên là JavaScript.
• Mở rộng dễ dàng: Thêm các trường dữ liệu mới mà không phá vỡ dữ liệu cũ.

Bắt đầu với Protobuf.js

Cài đặt thư viện Protobuf.js

Có nhiều cách để cài đặt thư viện Protobuf.js, tùy thuộc vào hệ thống quản lý gói mà bạn sử dụng.

Sử dụng npm

npm install protobufjs

Sử dụng yarn

yarn add protobufjs

Khởi tạo dự án JavaScript

Đầu tiên, bạn cần tạo một dự án mới bằng npm hoặc yarn nếu bạn chưa có dự án JavaScript nào.

mkdir my-protobuf-project
cd my-protobuf-project
npm init -y

Tạo các tệp định nghĩa .proto

Tạo tệp .proto

Protocol Buffers sử dụng các tệp định nghĩa (.proto) để định nghĩa cấu trúc dữ liệu. Hãy tạo một tệp mới có tên example.proto:

syntax = "proto3";

message User {
  string id = 1;
  string name = 2;
  int32 age = 3;
}

Biên dịch tệp .proto

Để sử dụng tệp .proto trong dự án JavaScript, bạn cần biên dịch nó thành mã JavaScript. Protobuf.js cung cấp công cụ pbjs để chuyển đổi các tệp .proto sang module JavaScript.

Cài đặt công cụ pbjs và pbts

npm install -g protobufjs-cli

Chuyển đổi tệp .proto

pbjs -t static-module -w commonjs -o user_proto.js example.proto

Khởi tạo mã JavaScript từ tệp định nghĩa .proto

Khi đã có tệp JavaScript được sinh ra từ quá trình biên dịch tệp .proto, bạn có thể sử dụng nó trong dự án của mình.

Mã hóa và giải mã dữ liệu bằng Protobuf.js

Import thư viện và tệp .proto

Mở hoặc tạo một tệp JavaScript mới, chẳng hạn index.js, và import thư viện cũng như mã đã biên dịch:

const protobuf = require('protobufjs');
const UserProto = require('./user_proto');

Tạo các đối tượng từ định nghĩa

Bạn cần sử dụng định nghĩa của message từ tệp user_proto.js để tạo các đối tượng:

const User = UserProto.lookupType('User');

Mã hóa dữ liệu thành định dạng Protobuf

Tạo một đối tượng người dùng và mã hóa nó thành định dạng Protocol Buffers:

let userPayload = {
  id: '1',
  name: 'John Doe',
  age: 30
};

let errMsg = User.verify(userPayload);
if (errMsg) {
  throw Error(errMsg);
}

let message = User.create(userPayload);
let buffer = User.encode(message).finish();

console.log(buffer);

Giải mã dữ liệu từ định dạng Protobuf

Để giải mã dữ liệu từ định dạng Protocol Buffers trở lại đối tượng JavaScript, sử dụng phương thức decode:

let decodedMessage = User.decode(buffer);
console.log(`Decoded message: ${JSON.stringify(decodedMessage)}`);

Ứng dụng thực tế

Ứng dụng trong hệ thống truyền thông

Trong các hệ thống yêu cầu truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả (ví dụ: microservices, hệ thống tin nhắn), sử dụng Protocol Buffers có thể giảm bớt dung lượng dữ liệu truyền và tăng tốc độ giao tiếp giữa các thành phần hệ thống.

Lưu trữ dữ liệu cấu trúc

Protocol Buffers cũng thích hợp cho việc lưu trữ dữ liệu cấu trúc, chẳng hạn như lưu trữ trong các cơ sở dữ liệu NoSQL.

Tích hợp với các ngôn ngữ khác nhau

Do tính trung lập ngôn ngữ của Protocol Buffers, bạn có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống được viết bằng các ngôn ngữ lập trình khác nhau, chẳng hạn như Java, Python, hoặc Go.

Kết luận

Protobuf.js là một công cụ mạnh mẽ để làm việc với Protocol Buffers trong JavaScript. Nó cung cấp hiệu năng cao và tính linh hoạt, làm cho nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho việc mã hóa và giải mã dữ liệu trong nhiều tình huống khác nhau. Bài viết này đã hướng dẫn bạn cách cài đặt thư viện, biên dịch tệp .proto và sử dụng chúng để mã hóa và giải mã dữ liệu. Hãy thử ngay và khám phá tiềm năng của thư viện này trong các dự án của bạn!