nanopb oneof 尺寸要求

Posted 2023-02-16

【中文标题】nanopb oneof 尺寸要求

【英文标题】：nanopb oneof size requirements

【发布时间】：2019-05-22 13:12:16

【问题描述】：

我遇到了 nanopb，想在我的项目中使用它。我正在为嵌入式设备编写代码，因此内存限制是一个真正的问题。

我的目标是在设备之间传输数据项，每个数据项都有一个 32 位标识符和一个值。该值可以是从 1 个字符到浮点数到长字符串的任何值。我想知道为此类问题声明消息的最有效方法是什么。

我在想这样的事情：

message data_msg
    message data_item
        int32 id = 1;
        oneof value
            int8  ival = 2;
            float fval = 3;
            string sval = 4;
        
    
  repeated data_item;

但据我了解，这被转换为 C 联合，即最大元素的大小。假设我将字符串限制为 50 个字符，那么联合始终是 50 个字节长，即使我需要 4 个字节作为浮点数。

我是否正确理解了这一点，还是有其他方法可以做到这一点？

谢谢！

【参考方案1】：

您的理解是正确的，C 中的结构大小将等于 oneof 中最大成员的大小。但这只是内存中的大小，序列化后的消息大小将是内容所需的最小值。

如果内存大小是个问题，有几个选项可用。分配可能需要的最大大小的默认设置使内存管理变得容易。如果您只想动态分配所需的内存量，则必须决定如何进行：

使用PB_ENABLE_MALLOC 编译选项，您可以将FT_POINTER 字段类型用于字符串和其他大字段。然后将使用系统堆中的malloc() 分配内存。

使用FT_CALLBACK，您将获得一个回调，而不是分配任何内存，您可以在其中读出字符串并以任何您想要的方式处理或存储它。例如，如果您想将字符串写入 SD 卡，则无需将其完全存储在内存中即可。

在整体系统设计中，针对所需最大大小的静态分配通常是最容易测试的。如果数据适合一次，它将始终适合。如果您选择动态分配，则需要更仔细地分析可能需要的最大内存使用量。

【讨论】：

如果我只使用一堆可选字段而不是其中一个呢？我认为序列化后没关系，但在内存中，每个 data_item 占用空间的不必要的空指针很少吗？

@OuTsei 默认情况下，可选字段也直接分配在结构中。如果它们是配置的指针（类型 = FT_POINTER），则意味着内存是单独分配的，如本答案中所述。

所以也许可以为所有类型的数据（浮点数、整数字符串等）设置单独的 data_item 规范，并为所有这些单独设置重复的结构？

@OuTsei 如果该重复结构的大小不是恒定的，您将在哪里获得内存？它总是以静态分配最大大小或动态分配而告终。您可以通过多种方式构建动态分配，但不会改变其基本属性，例如更难的测试。