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前言

前端和后端数据传输常用数据格式：

JSON（JavaScript Object Notation）：与 HTTP 协议和 REST API 配合使用时，JSON 数据是最常用的数据格式之一。对于 WebSocket，JSON 数据同样适用。客户端可以将消息转换为 JSON 对象，并将其发送到服务器进行处理，在服务器上生成响应并返回给客户端。

Binary Data：WebSocket 还支持二进制数据传输。此方法特别适用于需要在网络上传输大量数据的应用程序。使用二进制数据格式，您可以将数据压缩为更小的包，以提高传输速度并降低带宽消耗。

Protocol Buffers：Protocol Buffers 是一种 Google 开发的高效数据结构序列化格式。与 JSON 和 XML 不同，Protocol Buffers 将数据编码为二进制格式，可快速解析和传输。此方法特别适用于需要在网络上传输大量数据的应用程序。
但是在日常开发当中使用的最多的还是JSON格式
下面我简单介绍一下前后端使用protobuf传输数据的案例

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一、基础库安装

pnpm add ws
pnpm add protobufjs
pnpm add protobufjs-cli -D

二、具体代码实现

本文完整示例代码

1.服务端编写

message.proto文件定义

syntax = "proto3";

message Message {
  string text = 1;
}

代码如下（示例）：

const WebSocket = require('ws');
const protobuf = require('protobufjs');
const path = require('path');

// 加载 .proto 文件
const root = new protobuf.Root();
root.loadSync(path.join(__dirname, './message.proto'));

// 获取 Message 类型
const Message = root.lookupType('Message');

// 创建 WebSocket 服务器
const server = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

server.on('connection', (socket: any) => {
    console.log('Client connected');

    // 接收客户端发送的消息
    socket.on('message', (data: Buffer) => {
        const message = Message.decode(new Uint8Array(data));
        console.log('Received message:', message);

        // 发送响应消息
        // const response = { text: 'Hello, client!'};
        // const buffer = Message.encode(Message.fromObject(response)).finish();
        // socket.send(buffer);

        const response = Message.create({ text: `服务端已收到数据: ${message.text}` });
        // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
        const buffer = Message.encode(response).finish();
        socket.send(buffer);
    });

    // 监听连接断开事件
    socket.on('close', () => {
        console.log('Client disconnected');
    });
});

const http = require('http');
const fs = require('fs');

// 创建 HTTP 服务器，监听客户端请求
const httpserver = http.createServer(async (req:any , res: any) => {
    console.log(`Receive request: ${req.method} ${req.url}`);

    try {
        // 如果请求的是 .proto 文件，则读取文件内容并返回给客户端
        if (req.url.endsWith('.proto')) {
            const content = await fs.promises.readFile(`${path.join(__dirname, './message.proto')}`, 'utf8');
            res.setHeader('content-type', 'text/plain');
            res.end(content);
            return;
        }

        // 如果请求的不是 .proto 文件，则返回 404 Not Found 错误
        res.statusCode = 404;
        res.end();
    } catch (err) {
        console.error(err);
        res.statusCode = 500;
        res.end();
    }
});

// 启动 HTTP 服务器
httpserver.listen(3001, () => {
    console.log('HTTP server started!');
});

2.客户端代码实现

方法1

代码如下（示例）：

<template>
  <div style="width: 100%; height: 200px; background: darkgrey">
    <div>{{ messageRef }}</div>
    <button @click="sendMsg"> 发送 </button>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
import { ref } from 'vue';
import protobuf from 'protobufjs';

// 定义要加载的 .proto 文件 URL
const protoUrl = '/path/to/your/message.proto';

// 定义响应消息的状态
const messageRef = ref('');
const response = await fetch(protoUrl);
const content = await response.text();
// 解析 .proto 文件中的消息结构
const root = await protobuf.parse(content).root;
const MyMessage = root.lookupType('Message');

// 创建 WebSocket 连接
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/');

// 监听 WebSocket 连接成功事件
ws.addEventListener('open', () => {
  console.log('WebSocket connected!');

  // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
  const response = MyMessage.create({ text: '客户端1连接了' });
  // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
  const buffer = MyMessage.encode(response).finish();
  ws.send(buffer);
});

// 监听 WebSocket 收到服务器发送过来的消息事件
ws.addEventListener('message', async (event) => {
  // 解析二进制数据为 Protobuf 消息
  const blob: Blob = event.data;
  // Uint8Array 接收的是arrayBuffer对象这里一定要注意如果是Blob格式的数据一定要先转为arrayBuffer
  const buffer = await blob.arrayBuffer();
  const data = new Uint8Array(buffer);
  const message = MyMessage.decode(data);
  console.log(`Receive message from server: ${JSON.stringify(message)}`);

  // 更新视图显示收到的消息内容
  messageRef.value = message.text;
});

// 监听 WebSocket 出错事件
ws.addEventListener('error', (event) => {
  console.error(event);
});

// 监听 WebSocket 关闭事件
ws.addEventListener('close', (event) => {
  console.warn(event);
});

const sendMsg = () => {
  const message = MyMessage.create({ text: '我是客户端1' });
  // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
  const buffer = MyMessage.encode(message).finish();
  ws.send(buffer);
};
</script>

方法2

方法2不同之处在与使用protobufjs-cli工具将message.proto文件编译出js文件 还能编译出ts声明文件，具有类型提示对TS项目更加友好

编译方法

pbjs -t static-module -w es6 -o ../web/src/components/compiled.js message.proto
pbts -o ../web/src/components/compiled.d.ts ../web/src/components/compiled.js

该方法脚本已经写在了本文完整示例代码的/packages/server/package.json文件中

代码实现

<template>
  <div style="width: 100%; height: 200px; background: #d3d3d3">
    <code>{{ messageRef }}</code>
    <button @click="sendMsg"> 发送 </button>
  </div>
</template>

<script setup lang="ts">
import { ref } from 'vue';
import { Message } from './compiled'; // 使用protobufjs-cli编译出来的包

const messageRef = ref('');
// 创建 WebSocket 连接
const ws = new WebSocket('ws://localhost:8080/');

// 监听 WebSocket 连接成功事件
ws.addEventListener('open', () => {
  console.log('WebSocket connected1!');
  // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
  const buffer = Message.encode({ text: '客户端2连接了' }).finish();
  ws.send(buffer);
});

// 监听 WebSocket 收到服务器发送过来的消息事件
ws.addEventListener('message', async (event) => {
  // 解析二进制数据为 Protobuf 消息
  const blob: Blob = event.data;
  // Uint8Array 接收的是arrayBuffer对象这里一定要注意如果是Blob格式的数据一定要先转为arrayBuffer
  const buffer = await blob.arrayBuffer();
  const data = new Uint8Array(buffer);
  const message = Message.decode(data);
  console.log(`Receive message from server: ${JSON.stringify(message)}`);

  // 更新视图显示收到的消息内容
  messageRef.value = message.text;
});

// 监听 WebSocket 出错事件
ws.addEventListener('error', (event) => {
  console.error(event);
});

// 监听 WebSocket 关闭事件
ws.addEventListener('close', (event) => {
  console.warn(event);
});

const sendMsg = () => {
  // 序列化消息对象，并将其发送给服务器
  const buffer = Message.encode({ text: '我是客户端2' }).finish();
  ws.send(buffer);
};
</script>

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总结

以上就是vue3项目中传输protobuf数据的基本使用方法，仅供参考，如果有问题请留言评论。