Protocol Buffers 反射及相关 API

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利用 Protocol Buffers 的反射（Reflection）和相关机制能够实现一些灵活的功能。

通过 message 名称构建 message 对象

Protocol buffers 提供了一套通过名字来创建 message 对象的方法：
获取 MessageFactory 对象
MessageFactory 类提供了一个 generated_factory() 的静态函数，此静态函数可以获取一个 MessageFactory
对象，此 MessageFactory 对象能够用来创建被编译入程序的所有的 message 对象。注意，此 Factory 是一个 Singleton，因此重复多次调用 generated_factory 函数不会创建多个 MessageFactory 对象，另外调用者也不能通过调用 delete 删除此对象。
获取 DescriptorPool 对象

通过 DescriptorPool 类的 generated_pool() 静态函数能够获取 DescriptorPool 的指针。此
DescriptorPool 中包含了被编译入程序的 message 的 descriptor。generated_pool 类似于 generated_factory 函数，可以被重复调用多次而不会创建多个 DescriptorPool 对象。
获取 message descriptor

有了 DescriptorPool 对象就可以获取到 message 的 descriptor 了。常见的一个函数是 const Descriptor * FindMessageTypeByName(const string & name) const，此函数可以通过 message 名字获取到顶层 message 的 descriptor。当然除此之外还有一些 API 可以用来获取 message discriptor，可以参考相关文档，这里就不一一详述了。
获取 message prototype 并构建 message 对象

前面已经讲述了获取 MessageFactory 对象的方法，有了 MessageFactory 对象就可以通过函数 MessageFactory::GetPrototype(const Descriptor * type) 获取 message prototype（实质上就是一个 message 对象）。通过调用 message prototype 的 New 函数则可以构造此类型的 message。

对同一个 Descriptor 多次调用 MessageFactory::GetPrototype 函数将返回同一个对象。通过调用 prototype 的 New 函数构造的 message 对象必须在 MessageFactory 销毁前销毁。

具体编码如下：

#include <google/protobuf/message.h>
#include <google/protobuf/descriptor.h>
 
// 这样使用：
// createMessageByName("tutorial.AddressBook");
// 这里的 tutorial 为 package 名，AddressBook 为 message 名
google::protobuf::Message* createMessageByName(const std::string& name)
{
const google::protobuf::Descriptor* descriptor
= google::protobuf::DescriptorPool::generated_pool()->FindMessageTypeByName(name);
if (!descriptor)
return NULL;
const google::protobuf::Message* prototype
= google::protobuf::MessageFactory::generated_factory()->GetPrototype(descriptor);
if (!prototype)
return NULL;
return prototype->New();
}

遍历被编译的 message

遍历某个 .proto 文件中的所有的顶层 message 可以通过直接解析 .proto 文件来完成（利用 google::protobuf::compiler 相关接口）。如果这个 .proto 文件被编译的 C++ 文件被编译进了程序，那么则无需解析 .proto 文件：

#include <google/protobuf/message.h>
#include <google/protobuf/descriptor.h>
 
void IterateProtoFile(const std::string& name)
{
// 在 DescriptorPool 中通过 .proto 文件名获取到 FileDescriptor
// FileDescriptor 对象描述了整个 .proto 文件
const google::protobuf::FileDescriptor* fileDescriptor
= google::protobuf::DescriptorPool::generated_pool()->FindFileByName(name);
if (!fileDescriptor)
return;
 
// 遍历整个 .proto 文件中定义的顶层 message
for (int i=0; i<fileDescriptor->message_type_count(); ++i)
{
// message_type 函数参数取值范围在 0 <= index < message_type_count()
// 索引值 i 对应 message 在 .proto 文件中的定义的顺序
const google::protobuf::Descriptor* descriptor = fileDescriptor->message_type(i);
 
// ...
}
}

一个值得注意的问题是，（我所用到的）反射的 API 需要在 main 函数执行之后调用，例如：

class Test()
{
public:
Test() {
const google::protobuf::FileDescriptor* fileDescriptor
= google::protobuf::DescriptorPool::generated_pool()->FindFileByName("name");
}
};
 
Test g_test;

此例中 fileDescriptor 可能为 NULL。