Proto 序列化不是標準格式

許多人希望序列化的 proto 能以標準格式表示該 proto 的內容。使用案例包括

• 將序列化的 proto 用作雜湊表中的鍵
• 取得序列化 proto 的指紋或檢查總和
• 比較序列化的酬載，作為檢查訊息相等性的一種方式

遺憾的是，protobuf 序列化不是（且無法成為）標準格式。有一些值得注意的例外，例如 MapReduce，但一般來說，您應該將 proto 序列化視為不穩定。本頁說明原因。

決定性不是標準格式

決定性序列化不是標準格式。序列化程式可能會因許多原因產生不同的輸出，包括但不限於以下變更

1. protobuf 結構描述以任何方式變更。
2. 正在建置的應用程式以任何方式變更。
3. 二進位檔是以不同的標記建置（例如 opt 與 debug）。
4. protobuf 程式庫已更新。

這表示序列化 proto 的雜湊值是脆弱的，且無法跨時間或空間穩定。

序列化輸出可能變更的原因有很多。以上清單並未詳盡列出。其中有些是問題空間中固有的困難，即使我們想要保證標準序列化，也會使其效率低下或不可能。其他則是我們刻意保留未定義的事項，以允許最佳化機會。

穩定序列化的內在障礙

Protobuf 物件會保留不明欄位，以提供向前和向後相容性。不明欄位無法以標準格式序列化

1. 不明欄位無法區分位元組和子訊息，因為兩者具有相同的連線類型。這使得無法將儲存在不明欄位集中的訊息標準化。如果我們要標準化，就需要遞迴到不明子訊息中，依欄位編號排序其欄位，但我們沒有足夠的資訊來執行此操作。
2. 為了效率，不明欄位始終在已知欄位之後序列化。但標準序列化需要依欄位編號將不明欄位與已知欄位交錯。即使是不使用此功能的人，也會導致效率和程式碼大小負擔。

刻意保留未定義的事項

即使標準序列化是可行的（也就是說，如果我們可以解決不明欄位問題），我們仍刻意保留未定義的序列化順序，以允許更多最佳化機會

1. 如果我們可以證明欄位永遠不會在二進位檔中使用，則可以從結構描述中完全移除該欄位，並將其作為不明欄位處理。這可以節省大量的程式碼大小和 CPU 週期。
2. 可能有機會透過將相同欄位的向量一起序列化來進行最佳化，即使這會破壞欄位編號順序。

為了為此類最佳化保留空間，我們希望在某些組態中刻意混亂欄位順序，以便應用程式不會不適當地依賴欄位順序。