本文通過JMH(即Java Microbenchmark Harness,基于方法層面的基準(zhǔn)測試妹蔽,精度可以達(dá)到微秒級(jí))來測試一下Java中幾種常見的JSON解析庫的性能晶伦。 每次都在網(wǎng)上看到別人說什么某某庫性能是如何如何的好,碾壓其他的庫律罢。但是百聞不如一見,只有自己親手測試過的才是最值得相信的。
JSON不管是在Web開發(fā)還是服務(wù)器開發(fā)中是相當(dāng)常見的數(shù)據(jù)傳輸格式误辑,同時(shí)JSON是與開發(fā)語言無關(guān),輕量級(jí)沧踏,一開始是JavaScript的,但是后面比較流傳,幾乎所有語言都有相應(yīng)的使用API。
一般情況我們對(duì)于JSON解析構(gòu)造的性能并不需要過于關(guān)心巾钉,除非是在性能要求比較高的系統(tǒng)翘狱。
目前對(duì)于Java開源的JSON類庫有很多種,下面我們?nèi)?個(gè)常用的JSON庫進(jìn)行性能測試對(duì)比砰苍, 同時(shí)根據(jù)測試結(jié)果潦匈,開發(fā)者可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場景選擇最合適的JSON庫。
這4個(gè)JSON類庫分別為:Gson赚导,F(xiàn)astJson茬缩,Jackson,Json-lib吼旧。
簡單介紹
選擇一個(gè)合適的JSON庫要從多個(gè)方面進(jìn)行考慮:
- 字符串解析成JSON性能
- 字符串解析成JavaBean性能
- JavaBean構(gòu)造JSON性能
- 集合構(gòu)造JSON性能
- 易用性
先簡單介紹下四個(gè)類庫的身份背景
Gson
項(xiàng)目地址:https://github.com/google/gson
Gson是目前功能最全的Json解析神器凰锡,Gson當(dāng)初是為因應(yīng)Google公司內(nèi)部需求而由Google自行研發(fā)而來,但自從在2008年五月公開發(fā)布第一版后已被許多公司或用戶應(yīng)用圈暗。 Gson的應(yīng)用主要為toJson與fromJson兩個(gè)轉(zhuǎn)換函數(shù)掂为,無依賴,不需要例外額外的jar厂置,能夠直接跑在JDK上菩掏。 在使用這種對(duì)象轉(zhuǎn)換之前,需先創(chuàng)建好對(duì)象的類型以及其成員才能成功的將JSON字符串成功轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的對(duì)象昵济。 類里面只要有g(shù)et和set方法智绸,Gson完全可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜類型的json到bean或bean到j(luò)son的轉(zhuǎn)換,是JSON解析的神器访忿。
FastJson
項(xiàng)目地址:https://github.com/alibaba/fastjson
Fastjson是一個(gè)Java語言編寫的高性能的JSON處理器,由阿里巴巴公司開發(fā)瞧栗。無依賴,不需要例外額外的jar海铆,能夠直接跑在JDK上迹恐。 FastJson在復(fù)雜類型的Bean轉(zhuǎn)換Json上會(huì)出現(xiàn)一些問題,可能會(huì)出現(xiàn)引用的類型卧斟,導(dǎo)致Json轉(zhuǎn)換出錯(cuò)殴边,需要制定引用。 FastJson采用獨(dú)創(chuàng)的算法珍语,將parse的速度提升到極致锤岸,超過所有json庫。
Jackson
項(xiàng)目地址:https://github.com/FasterXML/jackson
Jackson是當(dāng)前用的比較廣泛的板乙,用來序列化和反序列化json的Java開源框架是偷。Jackson社區(qū)相對(duì)比較活躍,更新速度也比較快, 從Github中的統(tǒng)計(jì)來看蛋铆,Jackson是最流行的json解析器之一馋评,Spring MVC的默認(rèn)json解析器便是Jackson。
Jackson優(yōu)點(diǎn)很多:
- Jackson 所依賴的jar包較少刺啦,簡單易用留特。
- 與其他 Java 的 json 的框架 Gson 等相比,Jackson 解析大的 json 文件速度比較快洪燥。
- Jackson 運(yùn)行時(shí)占用內(nèi)存比較低磕秤,性能比較好
- Jackson 有靈活的 API,可以很容易進(jìn)行擴(kuò)展和定制捧韵。
目前最新版本是2.9.9市咆,Jackson 的核心模塊由三部分組成:
- jackson-core 核心包,提供基于”流模式”解析的相關(guān) API再来,它包括 JsonPaser 和 JsonGenerator蒙兰。Jackson 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)正是通過高性能的流模式 API 的 JsonGenerator 和 JsonParser 來生成和解析 json。
- jackson-annotations 注解包芒篷,提供標(biāo)準(zhǔn)注解功能搜变;
- jackson-databind 數(shù)據(jù)綁定包,提供基于”對(duì)象綁定” 解析的相關(guān) API( ObjectMapper )和”樹模型” 解析的相關(guān) API(JsonNode)针炉;基于”對(duì)象綁定” 解析的 API 和”樹模型”解析的 API 和依賴基于”流模式”解析的 API挠他。
Json-lib
項(xiàng)目地址:http://json-lib.sourceforge.net/index.html
json-lib最開始的也是應(yīng)用最廣泛的json解析工具,json-lib 不好的地方確實(shí)是依賴于很多第三方包篡帕,json-lib對(duì)于json轉(zhuǎn)換成bean還有缺陷殖侵, 比如一個(gè)類里面會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)類的list或者map集合,json-lib從json到bean的轉(zhuǎn)換就會(huì)出現(xiàn)問題镰烧。json-lib在功能和性能上面都不能滿足現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)化的需求拢军。
編寫性能測試
接下來開始編寫這四個(gè)庫的性能測試代碼。
添加maven依賴
當(dāng)然首先是添加四個(gè)庫的maven依賴怔鳖,公平起見茉唉,我全部使用它們最新的版本:
<!-- json-lib -->
<dependency>
<groupId>net.sf.json-lib</groupId>
<artifactId>json-lib</artifactId>
<version>2.4</version>
<classifier>jdk15</classifier>
</dependency>
<!-- gson -->
<dependency>
<groupId>com.google.code.gson</groupId>
<artifactId>gson</artifactId>
<version>2.8.5</version>
</dependency>
<!-- fastjson -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.58</version>
</dependency>
<!-- jackson -->
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-databind</artifactId>
<version>2.9.9</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-annotations</artifactId>
<version>2.9.9</version>
</dependency>
四個(gè)庫的工具類
FastJsonUtils.java
public class FastJsonUtils {
private static final SerializerFeature[] features = {
// 序列化所有參數(shù),包括null
SerializerFeature.WriteMapNullValue,
// 日期類型格式
SerializerFeature.WriteDateUseDateFormat
// list字段如果為null结执,輸出為[]度陆,而不是null
// SerializerFeature.WriteNullListAsEmpty,
// 數(shù)值字段如果為null,輸出為0献幔,而不是null
// SerializerFeature.WriteNullNumberAsZero,
// Boolean字段如果為null坚芜,輸出為false,而不是null
// SerializerFeature.WriteNullBooleanAsFalse,
// 字符類型字段如果為null斜姥,輸出為"",而不是null
// SerializerFeature.WriteNullStringAsEmpty
};
public static String bean2Json(Object obj) {
return JSON.toJSONString(obj);
}
public static String bean2JsonFeatures(Object obj) {
return JSON.toJSONString(obj, features);
}
public static <T> T json2Bean(String jsonStr, Class<T> objClass) {
return JSON.parseObject(jsonStr, objClass);
}
}
GsonUtils.java
public class GsonUtils {
private static Gson gson = new GsonBuilder().create();
public static String bean2Json(Object obj) {
return gson.toJson(obj);
}
public static <T> T json2Bean(String jsonStr, Class<T> objClass) {
return gson.fromJson(jsonStr, objClass);
}
public static String jsonFormatter(String uglyJsonStr) {
Gson gson = new GsonBuilder().setPrettyPrinting().create();
JsonParser jp = new JsonParser();
JsonElement je = jp.parse(uglyJsonStr);
return gson.toJson(je);
}
}
JacksonUtils.java
SpringBoot中Jackson可以使用properties配置
#日期類型格式
spring.jackson.date-format=yyyy-MM-dd HH:mm:ss
#日期類型使用中國時(shí)區(qū)
spring.jackson.time-zone=GMT+8
#序列化所有參數(shù)
spring.jackson.default-property-inclusion=always
public class JacksonUtils {
private static ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
static {
// 設(shè)置時(shí)區(qū)
objectMapper.setTimeZone(TimeZone.getTimeZone("GMT+8"));
// 日期類型格式
objectMapper.setDateFormat(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
// 序列化所有參數(shù),包括null
objectMapper.setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.ALWAYS);
}
public static String bean2Json(Object obj) {
try {
return mapper.writeValueAsString(obj);
} catch (JsonProcessingException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
public static <T> T json2Bean(String jsonStr, Class<T> objClass) {
try {
return mapper.readValue(jsonStr, objClass);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
}
JsonLibUtils.java
public class JsonLibUtils {
public static String bean2Json(Object obj) {
JSONObject jsonObject = JSONObject.fromObject(obj);
return jsonObject.toString();
}
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> T json2Bean(String jsonStr, Class<T> objClass) {
return (T) JSONObject.toBean(JSONObject.fromObject(jsonStr), objClass);
}
}
準(zhǔn)備Model類
這里我寫一個(gè)簡單的Person類铸敏,同時(shí)屬性有Date缚忧、List、Map和自定義的類FullName杈笔,最大程度模擬真實(shí)場景闪水。
public class Person {
private String name;
private FullName fullName;
private int age;
private Date birthday;
private List<String> hobbies;
private Map<String, String> clothes;
private List<Person> friends;
// getter/setter省略
@Override
public String toString() {
StringBuilder str = new StringBuilder("Person [name=" + name + ", fullName=" + fullName + ", age="
+ age + ", birthday=" + birthday + ", hobbies=" + hobbies
+ ", clothes=" + clothes + "]\n");
if (friends != null) {
str.append("Friends:\n");
for (Person f : friends) {
str.append("\t").append(f);
}
}
return str.toString();
}
}
public class FullName {
private String firstName;
private String middleName;
private String lastName;
public FullName() {
}
public FullName(String firstName, String middleName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.middleName = middleName;
this.lastName = lastName;
}
// 省略getter和setter
@Override
public String toString() {
return "[firstName=" + firstName + ", middleName="
+ middleName + ", lastName=" + lastName + "]";
}
}
JSON序列化性能基準(zhǔn)測試
@BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
public class JsonSerializeBenchmark {
/**
* 序列化次數(shù)參數(shù)
*/
@Param({"1000", "10000", "100000"})
private int count;
private Person p;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Options opt = new OptionsBuilder()
.include(JsonSerializeBenchmark.class.getSimpleName())
.forks(1)
.warmupIterations(0)
.build();
Collection<RunResult> results = new Runner(opt).run();
ResultExporter.exportResult("JSON序列化性能", results, "count", "秒");
}
@Benchmark
public void JsonLib() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
JsonLibUtils.bean2Json(p);
}
}
@Benchmark
public void Gson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
GsonUtils.bean2Json(p);
}
}
@Benchmark
public void FastJson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
FastJsonUtils.bean2Json(p);
}
}
@Benchmark
public void Jackson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
JacksonUtils.bean2Json(p);
}
}
@Setup
public void prepare() {
List<Person> friends=new ArrayList<Person>();
friends.add(createAPerson("小明",null));
friends.add(createAPerson("Tony",null));
friends.add(createAPerson("陳小二",null));
p=createAPerson("邵同學(xué)",friends);
}
@TearDown
public void shutdown() {
}
private Person createAPerson(String name,List<Person> friends) {
Person newPerson=new Person();
newPerson.setName(name);
newPerson.setFullName(new FullName("zjj_first", "zjj_middle", "zjj_last"));
newPerson.setAge(24);
List<String> hobbies=new ArrayList<String>();
hobbies.add("籃球");
hobbies.add("游泳");
hobbies.add("coding");
newPerson.setHobbies(hobbies);
Map<String,String> clothes=new HashMap<String, String>();
clothes.put("coat", "Nike");
clothes.put("trousers", "adidas");
clothes.put("shoes", "安踏");
newPerson.setClothes(clothes);
newPerson.setFriends(friends);
return newPerson;
}
}
然后將性能測試報(bào)告數(shù)據(jù)渲染到Echarts圖,執(zhí)行后的結(jié)果圖:
從上面的測試結(jié)果可以看出蒙具,序列化次數(shù)比較小的時(shí)候球榆,Gson性能最好,當(dāng)不斷增加至100000的時(shí)候禁筏,Gson明細(xì)弱于Jackson和FastJson持钉, 這時(shí)候FastJson性能是真的牛,另外還可以看到不管數(shù)量少還是多篱昔,Jackson一直表現(xiàn)優(yōu)異每强。而那個(gè)Json-lib簡直就是來搞笑的。_
JSON反序列化性能基準(zhǔn)測試
@BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
public class JsonDeserializeBenchmark {
/**
* 反序列化次數(shù)參數(shù)
*/
@Param({"1000", "10000", "100000"})
private int count;
private String jsonStr;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Options opt = new OptionsBuilder()
.include(JsonDeserializeBenchmark.class.getSimpleName())
.forks(1)
.warmupIterations(0)
.build();
Collection<RunResult> results = new Runner(opt).run();
ResultExporter.exportResult("JSON反序列化性能", results, "count", "秒");
}
@Benchmark
public void JsonLib() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
JsonLibUtils.json2Bean(jsonStr, Person.class);
}
}
@Benchmark
public void Gson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
GsonUtils.json2Bean(jsonStr, Person.class);
}
}
@Benchmark
public void FastJson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
FastJsonUtils.json2Bean(jsonStr, Person.class);
}
}
@Benchmark
public void Jackson() {
for (int i = 0; i < count; i++) {
JacksonUtils.json2Bean(jsonStr, Person.class);
}
}
@Setup
public void prepare() {
jsonStr="{\"name\":\"邵同學(xué)\",\"fullName\":{\"firstName\":\"zjj_first\",\"middleName\":\"zjj_middle\",\"lastName\":\"zjj_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":[{\"name\":\"小明\",\"fullName\":{\"firstName\":\"xxx_first\",\"middleName\":\"xxx_middle\",\"lastName\":\"xxx_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":null},{\"name\":\"Tony\",\"fullName\":{\"firstName\":\"xxx_first\",\"middleName\":\"xxx_middle\",\"lastName\":\"xxx_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":null},{\"name\":\"陳小二\",\"fullName\":{\"firstName\":\"xxx_first\",\"middleName\":\"xxx_middle\",\"lastName\":\"xxx_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":null}]}";
}
@TearDown
public void shutdown() {
}
}
執(zhí)行后的結(jié)果圖:
從上面的測試結(jié)果可以看出州刽,反序列化的時(shí)候空执,Gson、Jackson和FastJson區(qū)別不大穗椅,性能都很優(yōu)異辨绊,而那個(gè)Json-lib還是來搞笑的。
序列化方法處理流程
序列化:把對(duì)象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列存儲(chǔ)于磁盤或者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程稱為對(duì)象的序列化匹表。
反序列化:把磁盤或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的字節(jié)序列恢復(fù)到對(duì)象的過程稱為對(duì)象的反序列化门坷。
基本流程為:
- 首先,構(gòu)建通用序列化基礎(chǔ)方法所需要的參數(shù)類型對(duì)象桑孩;
- 其次拜鹤,對(duì)序列化類型進(jìn)行分析,根據(jù)注解或者”get方法名(比如getXxx,isXxx)”等來構(gòu)建需要序列化的屬性
- 然后流椒,通過反射機(jī)制分別對(duì)所有的序列化屬性進(jìn)行處理:通過發(fā)現(xiàn)拿到對(duì)應(yīng)的值,getxxx方法等
- 拼接字符串:其內(nèi)部是根據(jù)類型寫入一些開始結(jié)束符號(hào)敏簿,例如{,[等,在其中嵌入步驟3的解析設(shè)值
- 返回最后得到的字符串內(nèi)容