مقایسه Protobuf و JSON و BSON

فرمت‌های Protobuf، JSON و BSON همه فرمت‌های سریال سازی داده‌ها هستند که برای ذخیره و انتقال داده‌ها بر روی سیستم‌های مختلف استفاده می‌شوند. هر فرمت مزایا و معایب خود را دارد و مناسب بودن آن‌ها بستگی به کاربرد خاص و الزامات پروژه دارد.

فرمت JSON یک فرمت مبتنی بر متن است که برای انتقال داده بین وب سرورها و برنامه‌های کاربردی وب استفاده می‌شود. این‌یک فرمت سبک و انعطاف‌پذیر است که می‌تواند انواع مختلف داده ازجمله رشته‌ها، اعداد، آرایه‌ها و اشیاء را مدیریت کند. همچنین خواندن و درک آن توسط انسان و ماشین آسان است. JSON به‌طور گسترده برای وب API ها و سرویس‌های وب استفاده می‌شود و توسط اکثر زبان‌های برنامه‌نویسی و چارچوب‌ها پشتیبانی می‌شود.

{
  &quotname&quot: &quotJohn&quot,
  &quotage&quot: 30,
  &quotemail&quot: [&quotjohn@example.com&quot, &quotjdoe@example.com&quot]
}

از طرف دیگر، Protobuf یک فرمت باینری است که توسط Google ایجادشده است و برای سرعت، کارایی و استقلال زبان بهینه‌شده است. این فرمت به‌گونه‌ای طراحی‌شده است که سریع‌تر و کوچک‌تر از سایر فرمت‌ها باشد، و برای برنامه‌های با کارایی بالا که به انتقال سریع داده‌ها نیاز دارند، مانند سیستم‌های توزیع‌شده و میکرو سرویس‌ها، ایده آل است. Protobuf دارای یک طرح قوی تایپ‌شده است که تضمین می‌کند که داده‌ها به‌درستی ساختاریافته و اعتبار سنجی شده‌اند و باعث اطمینان بیشتر و نگهداری ساده تر آن‌ها می‌شود.

syntax = &quotproto3&quot
message Person {
  string name = 1;
  int32 age = 2;
  repeated string email = 3;
}

فرمت BSON (مخفف Binary JSON) یک فرمت سریال سازی باینری است که عمدتاً در MongoDB، یک پایگاه داده محبوب NoSQL استفاده می‌شود. BSON شبیه JSON است زیرا داده‌ها را به‌صورت جفت کلید-مقدار نمایش می‌دهد، اما برای ذخیره‌سازی و بازیابی در پایگاه داده بهینه‌شده است. BSON از انواع داده‌های اضافی که در JSON در دسترس نیستند، مانند داده‌های باینری و تاریخ‌ها، پشتیبانی می‌کند.

در اینجا نمونه‌ای از داده‌های BSON آورده شده است:

{
  &quot_id&quot: ObjectId(&quot614a11a711c8d3572f234dd7&quot),
  &quotname&quot: &quotJohn Doe&quot,
  &quotemail&quot: &quotjohndoe@example.com&quot
}

در اینجا برخی از مزایای Protobuf آورده شده است:

• اندازه و کارایی: Protobuf یک فرمت باینری است که کوچک‌تر و کارآمدتر از JSON است و باعث می‌شود انتقال آن از طریق شبکه سریع‌تر شود و از فضای ذخیره‌سازی کمتری استفاده شود.
• عملکرد: Protobuf به دلیل فرمت باینری و فرآیند رمزگذاری و رمزگشایی بهینه‌شده، سریع‌تر و کارآمدتر از JSON طراحی‌شده است.
• طرح‌واره و ایمنی نوع: Protobuf دارای یک تعریف طرح‌واره است که تضمین می‌کند داده‌ها به‌درستی ساختاریافته و اعتبار سنجی شده‌اند و نگهداری آن‌ها را آسان‌تر و کمتر مستعد خطا می‌کند.
• استقلال زبان: Protobuf را می‌توان در زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف استفاده کرد که آن را برای سیستم‌های توزیع‌شده و میکرو سرویس‌ها ایده آل می‌کند.

در ادامه برخی از مزایای JSON آورده شده است:

• انعطاف‌پذیری: JSON نسبت به Protobuf انعطاف‌پذیرتر است و می‌تواند طیف گسترده‌ای از انواع داده‌ها را مدیریت کند و آن را برای برنامه‌های مختلف مناسب می‌کند.
• سادگی: خواندن و درک JSON آسان است و استفاده و پیاده‌سازی آن را در برنامه‌های کاربردی وب ساده‌تر می‌کند.
• قابلیت همکاری: JSON توسط اکثر زبان‌ها و فریمورک¬های برنامه‌نویسی پشتیبانی می‌شود و استفاده از آن را در محیط‌ها و پلتفرم‌های مختلف آسان می‌کند.

به‌طور خلاصه، هر دو Protobuf و JSON مزایا و موارد استفاده خاص خود رادارند. Protobuf برای عملکرد، کارایی و استقلال زبان بهینه‌شده است و آن را برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا مناسب می‌کند، درحالی‌که JSON انعطاف‌پذیرتر، ساده‌تر و به‌طور گسترده پشتیبانی می‌شود و آن را برای برنامه‌های مبتنی بر وب ایده آل می‌کند.

در ادامه برخی از مزایای BSON آورده شده است:

• فشردگی: BSON فشرده‌تر از JSON است و برای ذخیره و انتقال مقادیر زیادی داده ایده آل است.
• پشتیبانی از نوع: BSON از انواع داده‌های اضافی که توسط JSON پشتیبانی نمی‌شوند، مانند تاریخ‌ها و داده‌های باینری، پشتیبانی می‌کند.
• ادغام آسان با MongoDB: BSON به‌صورت بومی توسط MongoDB استفاده می‌شود و ادغام با برنامه‌های مبتنی بر MongoDB را آسان می‌کند.

به‌طور خلاصه، هر کدام از این سه فرمت مزایا و موارد استفاده خاص خود رادارند. Protobuf برای عملکرد، کارایی و استقلال زبان بهینه‌شده است و آن را برای برنامه‌های کاربردی با کارایی بالا مناسب می‌کند، درحالی‌که JSON انعطاف‌پذیرتر، ساده‌تر و به‌طور گسترده پشتیبانی می‌شود و آن را برای برنامه‌های مبتنی بر وب ایده آل می‌کند. همچنین فرمت BSON برای پروژه‌هایی که از MongoDB به‌عنوان ذخیره اصلی داده خود استفاده می‌کنند، مناسب است، به‌ویژه آن‌هایی که نیاز به ذخیره حجم زیادی از داده‌ها به‌طور مؤثر دارند.