FlatBuffers是google开发的零拷贝序列化库,c++中通过指针直接访问二进制数据,避免内存分配与反序列化开销;需用flatc编译.fbs生成头文件,以FlatBufferBuilder构建buffer,GetRoot映射读取,字段访问为O(1)偏移操作。

FlatBuffers 是 Google 开发的零拷贝序列化库,C++ 中使用它能避免传统序列化(如 jsON、Protocol Buffers)的内存分配和反序列化开销,直接通过指针访问二进制数据,性能极高。
1. 安装与基础准备
FlatBuffers 不依赖运行时库,只需编译 flatc 编译器和链接 libflatbuffers.a(或静态/动态库)。推荐用 CMake 管理:
- 从 GitHub 仓库 克隆并构建 flatc(支持 windows/macOS/linux)
- 将生成的
flatc加入 PATH;把include/flatbuffers/路径加入项目头文件搜索目录 - CMake 中链接
flatbuffers库(可用find_package(flatbuffers))
2. 定义 Schema 并生成 C++ 代码
先写 .fbs 文件描述数据结构,例如 monster.fbs:
table Monster { name: string; health: short = 100; inventory: [ubyte]; } root_type Monster;
执行命令生成 C++ 头文件:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
flatc --cpp monster.fbs
会生成 monster_generated.h,含序列化/反序列化所需全部类型和辅助函数。
3. 构建并访问 FlatBuffer(零拷贝核心)
不需 new 对象,也不解析——直接构造二进制 buffer,再用生成的类“映射”读取:
- 序列化:用
FlatBufferBuilder构建 buffer,调用生成的CreateMonster()等函数填入数据,最后Finish()得到uint8_t*指针 - 反序列化:拿到 buffer 指针后,直接
GetRoot<monster>(buf)</monster>,返回一个只读的Monster*,所有字段访问都是指针偏移,无内存拷贝、无对象构造 - 字段访问是 O(1) 常数时间,比如
monster->name()->c_str()直接指向 buffer 内字符串起始位置
4. 性能关键点与注意事项
FlatBuffers 高效的前提是正确使用:
- buffer 必须保持生命周期有效(不能局部栈分配后返回指针);建议用
std::vector<uint8_t></uint8_t>持有,或明确管理内存 - 不支持默认值以外的运行时默认行为(如可选字段需显式判断
monster->health()是否存在) - 嵌套 table / vector 都是相对偏移,整个 buffer 可整体 memcpy 或 mmap 传输,适合网络或磁盘存储
- 相比 Protobuf,FlatBuffers 更省内存、更快,但 schema 更严格,不支持继承、不兼容旧版字段重命名(需用
deprecated标记)
基本上就这些。用好 FlatBuffers 的关键是理解“buffer 即对象”的零拷贝模型,而不是把它当普通序列化工具来用。