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《Unity 3D游戏客户端基础框架》protobuf 导excel表格数据

发表于2017-09-30
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前言：

　　之前使用NPOI插件编写的导表工具，其实就是直接将数据进行序列化，解析时还需要进行反序列化，步骤比较繁复，最近看到Google的一个开源的项目protobuf，不仅可以用于进行excel表格数据的导出，还能直接用于网络通信协议的定制。


一、protobuf简介：

        protobuf是由google公司发布的一个开源的项目，是一款方便而又通用的数据传输协议。所以我们在Unity中也可以借助protobuf来进行数据存储和网络协议两方面的开发，这里先说说数据存储部分的操作，也就是：将.xls表格数据通过protobuf进行序列化，并在Unity中使用。


1.下载资源：

  • Python2.7 
  • protobuf-2.5.0.zip 
  • protobuf-net github

       

2.流程图：

   

        从上图可看出基本的操作步骤：

  • .xls表格文件，先通过xls_deploy_tool.py生成对应的.data文件和.proto文件，其中.data文件就是表格数据序列化后的结果，而.proto文件则是用于生成反序列化时使用的解析类的中间状态；
  • 解析类.proto经过protoc.exe转换成.desc文件，用于后面通过protobuf-net等工具转化为特定的语言，这里我们需要得到的是C#解析类，即.cs类；
  • 在Unity中导入protobuf-net.dll库，在C#代码中调用上述生成的.cs解析类来解析.data中的数据。


二、导表环境配置：

1.Python相关配置：

        由于从.xls文件生成.data和.proto，Python需要依赖Proto库和xlrd库，安装配置步骤：

        

  • setuptools：这是Python的组件安装管理器，需要在安装protobuff组件前进行安装，到setuptools官网下载插件的安装包，解压到指定目录，然后使用命令行进入安装包目录，执行指令：python setup.py install；

  • Protobuff：首先，我们将之前下载好的源码包protobuf-2.5.0.zip和编译包protoc-2.5.0-win32.zip压缩包解压到指定目录，路径最好不要包含中文；
  • 这里我解压protobuf-2.5.0.zip到的位置是“E:\Unity_Workplace\protobuf_250”；
  • 然后复制protoc-2.5.0-win32.zip解压得到的protoc.exe到protobuf_250\src目录下；
  • 在protobuf-2.5.0\python\google\protobuf下创建一个文件夹命名为compiler（安装完成后会在此目录下生成两个文件__init__.py和plugin_pb2.py）；
  • 使用命令行进入到解压后的目录下面的Python目录，执行：python setup.py install；
        
  • xlrd(xls reader)：这其实是读取xls表格数据的一个工具插件，到xlrd官网下载xrld的安装包，解压安装包然后使用命令行进入安装包目录，执行指令：python setup.py install。

2.导表外部工具：

  • xls_deploy_tool.py：这个工具其实是github上的一个开源的符合protobuff标准的根据excel自动生成匹配的PB的定义（.proto文件）并将数据序列化后生成二进制数据或者文本数据（.data文件）的一个工具，github下载地址：xls_deploy_tool.py。

  • protoc.exe和protogen.exe：通过上面的工具，我们得到了两个文件：存储数据的.data文件和用于解析数据的.proto文件，但是我们在真正使用解析类来进行数据文件的解析时，必须是高级语言，当然protobuf-net提供很多种高级语言的支持。就像我们在Unity中我们使用的是C#语言，这需要两个工具来实现，一个是protobuf-2.5.0中的protoc.exe将.proto文件转换为“FileDescriptorSet”中间格式；另一个是使用protobuf-net中的protogen.exe，将中间格式的文件转换为最终状态，即高级语言的解析类.cs文件。
  • 可以到github上下载protobuf-net的源码：protobuf-net，下载后解压到本地，然后进入到解压后protobuf-net-master\protobuf-net目录下，通过Visual Studio打开protobuf-net.csproj：
                
  • 编译完成后在当前目录下面的bin\Release目录下，生成了编译后的文件，其中我们需要的是protobuf-net.dll：
        
  • 将protobuf-net.dll复制到protobuf-net-master\ProtoGen目录下，用Visual Studio打开ProtoGen.csproj，参照上面步骤编译ProtoGen项目，得到protobuf-net-master\ProtoGen\bin\Release目录下面的protogen.exe及一些额外的文件，但在真正使用时此目录下面的所有文件都是必须的：
        


三、样例：

1.建立表格.xls：

        当然使用此工具进行导表的表格需要符合指定的格式，根据xls_deploy_tool.py的备注内容：

  1. # 说明:  
  2. #   excel 的前四行用于结构定义, 其余则为数据，按第一行区分, 分别解释：  
  3. #       required 必有属性  
  4. #       optional 可选属性  
  5. #           第二行: 属性类型  
  6. #           第三行：属性名  
  7. #           第四行：注释  
  8. #           数据行：属性值  
  9. #       repeated 表明下一个属性是repeated,即数组  
  10. #           第二行: repeat的最大次数, excel中会重复列出该属性  
  11. #           2011-11-29 做了修改 第二行如果是类型定义的话，则表明该列是repeated  
  12. #           但是目前只支持整形  
  13. #           第三行：无用  
  14. #           第四行：注释  
  15. #           数据行：实际的重复次数  
  16. #       required_struct 必选结构属性  
  17. #       optional_struct 可选结构属性  
  18. #           第二行：结构元素个数  
  19. #           第三行：结构名  
  20. #           第四行：在上层结构中的属性名  
  21. #           数据行：不用填  
  22.   
  23. #    1  | required/optional | repeated  | required_struct/optional_struct   |  
  24. #       | ------------------| ---------:| ---------------------------------:|  
  25. #    2  | 属性类型          |           | 结构元素个数                      |  
  26. #    3  | 属性名            |           | 结构类型名                        |  
  27. #    4  | 注释说明          |           | 在上层结构中的属性名              |  
  28. #    5  | 属性值            |           |                                   |  

        当然可以参考github上下载到的样例表格，下载tnt项目，然后复制其中python目录下面的内容，其中xls文件中就有一个goods_info.xls的样例表格：

        


2.xls_deploy_tool.py转换得到.data和.proto：

        进行导表的操作只需用在命令行中的一句指令即可完成：

  1. python xls_deploy_tool.py sheet_name xls_path  

       其中包含两个参数：sheet_name是.xls中要进行导表的表格页名，xls_path是要进行导表的.xls文件的路径。创建一个测试工程Test_protobuf，将1中的两个文件和protoc.exe放入其中：

        

        在命令行定位到该目录下，然后运行指令：

  1. call python xls_deploy_tool.py GOODS_INFO xls/goods_info.xls  
        运行结束后，该目录下多出了几个文件，但我们真正需要的只有两个文件，即.data数据文件和.proto解析类：

        
        


3.得到最终解析类：

        protoc.exe得到中间格式文件，假设后缀为.protodesc，使用指令：

  1. protoc 输入文件路径(.proto文件) --descriptor_set_out=输出文件路径（.protodesc）  

        在步骤2中的测试工程基础上继续执行指令：

  1. protoc tnt_deploy_goods_info.proto --descriptor_set_out=goods_info.protodesc  
        运行此步之后，在项目中又多出了一个与.proto对应的.protodesc文件：

        

        protogen.exe得到.cs解析类，使用指令：

  1. protogen -i:输入文件路径（.protodesc） -o:输出文件路径（.cs）  

        将之前生成protogen.exe时protobuf-net-master\ProtoGen\bin\Release目录下面的所有文件复制到当前工程中，用一个文件夹ProtoGen来存放，假如不想执行这么繁琐的过程，也可以直接使用我编译好的ProtoGen文件目录压缩包：ProtoGen.zip，在当前项目的根目录下执行以下指令：

  1. call ProtoGen\protogen -i:goods_info.protodesc -o:goods_info.cs  
        执行结果，在当前目录下生成了解析类的最终状态goods_info.cs：

        

        当然，以上三步可以直接用批处理来完成，直接在当前项目根目录下新建一个文件，命名为generator.bat，内容为：

  1. call python xls_deploy_tool.py GOODS_INFO xls/goods_info.xls  
  2. call protoc tnt_deploy_goods_info.proto --descriptor_set_out=goods_info.protodesc  
  3. call ProtoGen\protogen -i:goods_info.protodesc -o:goods_info.cs  
  4. pause  
        直接双击此文件即可完成以上所有操作生成最终的.data和.cs文件。

        


4.Unity导入库文件：

        将几个文件添加到Unity工程中，将.data文件放在Assets\StreamingAssets\DataConfig目录下，将protobuf-net.dll和goods_info.cs放在Assets目录下：

           

         创建一个Test.cs测试脚本，在脚本中using Protobuf用于导入protobuf-net.dll中的库，然后使用using tnt_deploy导入导表生成的.cs表格数据解析类，脚本具体代码内容为：

  1. using UnityEngine;  
  2. using System.Collections;  
  3. using ProtoBuf;  
  4. using System.IO;  
  5. using tnt_deploy;  
  6.   
  7. public class Test : MonoBehaviour {  
  8.     void Start () {  
  9.         GOODS_INFO_ARRAY goods_infos = ReadOneDataConfig<GOODS_INFO_ARRAY>("goods_info");  
  10.         Debug.Log("goods_id=================="   goods_infos.items[0].goods_id);  
  11.     }  
  12.   
  13.     private T ReadOneDataConfig<T>(string FileName)  
  14.     {  
  15.         FileStream fileStream;  
  16.         fileStream = GetDataFileStream(FileName);  
  17.         if (null != fileStream)  
  18.         {  
  19.             T t = Serializer.Deserialize<T>(fileStream);  
  20.             fileStream.Close();  
  21.             return t;  
  22.         }  
  23.   
  24.         return default(T);  
  25.     }  
  26.     private FileStream GetDataFileStream(string fileName)  
  27.     {  
  28.         string filePath = GetDataConfigPath(fileName);  
  29.         if (File.Exists(filePath))  
  30.         {  
  31.             FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open);  
  32.             return fileStream;  
  33.         }  
  34.   
  35.         return null;  
  36.     }  
  37.     private string GetDataConfigPath(string fileName)  
  38.     {  
  39.         return Application.streamingAssetsPath   "/DataConfig/"   fileName   ".data";  
  40.     }  
  41. }  
        在Unity中新建一个场景，将Test.cs挂载在Main Camera主相机上，运行场景，看到打印结果，说明解析表格数据成功：

        


5.平台兼容问题：

        由于直接把protobuf-net.dll放到项目中时，在iOS中会出现JIT错误（ExecutionEngineException: Attempting to JIT compile method）。原因是因为iOS不允许JIT（Just In Time），只允许AOT（Ahead Of Time）。

解决方法：

        直接把protprotobuf-net-master\protobuf-net目录下面的全部源码复制到Unity项目的目录下面，但是由于protobuf-net的编译过程是unsafe编译，所以Unity会出现编译报错：

        

        需要在Assets目录下添加一个smsc.rsp文件，其内容很简单，只有一行“-unsafe”，添加完成后关闭Unity然后重新打开Unity，一切就正常了。


四、总结：

        虽然导表环境的配置过程比较繁琐，但是配置完成之后的工作效率却很高，而且proto具有突出的通用性，可以应用于各种语言环境。

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