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  • Java几种常用JSON库性能比较

    JSON不管是在Web开发还是服务器开发中是相当常见的数据传输格式，一般情况我们对于JSON解析构造的性能并不需要过于关心，除非是在性能要求比较高的系统。

    目前对于Java开源的JSON类库有很多种，下面我们取4个常用的JSON库进行性能测试对比， 同时根据测试结果分析如果根据实际应用场景选择最合适的JSON库。

    这4个JSON类库分别为：Gson，FastJson，Jackson，Json-lib。

    简单介绍

    选择一个合适的JSON库要从多个方面进行考虑：

    1. 字符串解析成JSON性能
    2. 字符串解析成JavaBean性能
    3. JavaBean构造JSON性能
    4. 集合构造JSON性能
    5. 易用性

    先简单介绍下四个类库的身份背景

    Gson

    项目地址：https://github.com/google/gson

    Gson是目前功能最全的Json解析神器，Gson当初是为因应Google公司内部需求而由Google自行研发而来，但自从在2008年五月公开发布第一版后已被许多公司或用户应用。 Gson的应用主要为toJson与fromJson两个转换函数，无依赖，不需要例外额外的jar，能够直接跑在JDK上。 在使用这种对象转换之前，需先创建好对象的类型以及其成员才能成功的将JSON字符串成功转换成相对应的对象。 类里面只要有get和set方法，Gson完全可以实现复杂类型的json到bean或bean到json的转换，是JSON解析的神器。

    FastJson

    项目地址：https://github.com/alibaba/fastjson

    Fastjson是一个Java语言编写的高性能的JSON处理器,由阿里巴巴公司开发。无依赖，不需要例外额外的jar，能够直接跑在JDK上。 FastJson在复杂类型的Bean转换Json上会出现一些问题，可能会出现引用的类型，导致Json转换出错，需要制定引用。 FastJson采用独创的算法，将parse的速度提升到极致，超过所有json库。

    Jackson

    项目地址：https://github.com/FasterXML/jackson

    Jackson是当前用的比较广泛的，用来序列化和反序列化json的Java开源框架。Jackson社区相对比较活跃，更新速度也比较快， 从Github中的统计来看，Jackson是最流行的json解析器之一，Spring MVC的默认json解析器便是Jackson。

    Jackson优点很多：

    1. Jackson 所依赖的jar包较少，简单易用。
    2. 与其他 Java 的 json 的框架 Gson 等相比，Jackson 解析大的 json 文件速度比较快。
    3. Jackson 运行时占用内存比较低，性能比较好
    4. Jackson 有灵活的 API，可以很容易进行扩展和定制。

    目前最新版本是2.9.4，Jackson 的核心模块由三部分组成：

    1. jackson-core 核心包，提供基于”流模式”解析的相关 API，它包括 JsonPaser 和 JsonGenerator。Jackson 内部实现正是通过高性能的流模式 API 的 JsonGenerator 和 JsonParser 来生成和解析 json。
    2. jackson-annotations 注解包，提供标准注解功能；
    3. jackson-databind 数据绑定包，提供基于”对象绑定” 解析的相关 API（ ObjectMapper ）和”树模型” 解析的相关 API（JsonNode）；基于”对象绑定” 解析的 API 和”树模型”解析的 API 依赖基于”流模式”解析的 API。

    为什么Jackson的介绍这么长啊？因为它也是本人的最爱。

    Json-lib

    项目地址：http://json-lib.sourceforge.net/index.html

    json-lib最开始的也是应用最广泛的json解析工具，json-lib 不好的地方确实是依赖于很多第三方包，对于复杂类型的转换，json-lib对于json转换成bean还有缺陷， 比如一个类里面会出现另一个类的list或者map集合，json-lib从json到bean的转换就会出现问题。json-lib在功能和性能上面都不能满足现在互联网化的需求。

    编写性能测试

    接下来开始编写这四个库的性能测试代码。

    添加maven依赖

    当然首先是添加四个库的maven依赖，公平起见，我全部使用它们最新的版本：

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    <!-- Json libs-->
    <dependency>
        <groupId>net.sf.json-lib</groupId>
        <artifactId>json-lib</artifactId>
        <version>2.4</version>
        <classifier>jdk15</classifier>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.google.code.gson</groupId>
        <artifactId>gson</artifactId>
        <version>2.8.2</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.46</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-databind</artifactId>
        <version>2.9.4</version>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
        <artifactId>jackson-annotations</artifactId>
        <version>2.9.4</version>
    </dependency>

    四个库的工具类

    FastJsonUtil.java

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    public class FastJsonUtil {
        public static String bean2Json(Object obj) {
            return JSON.toJSONString(obj);
        }

        public static <T> T json2Bean(String jsonStr, Class<T> objClass) {
            return JSON.parseObject(jsonStr, objClass);
        }
    }

    GsonUtil.java

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    public class GsonUtil {
        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);
        }
    }

    JacksonUtil.java

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    public class JacksonUtil {
        private static ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

        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;
            }
        }
    }

    JsonLibUtil.java

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    public class JsonLibUtil {

        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);
        }
    }

    准备Model类

    这里我写一个简单的Person类，同时属性有Date、List、Map和自定义的类FullName，最大程度模拟真实场景。

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    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 + "]
");
            if (friends != null) {
                str.append("Friends:
");
                for (Person f : friends) {
                    str.append("	").append(f);
                }
            }
            return str.toString();
        }

    }
    		 
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    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序列化性能基准测试

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    @BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
    @State(Scope.Benchmark)
    public class JsonSerializeBenchmark {
        /**
         * 序列化次数参数
         */
        @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++) {
                JsonLibUtil.bean2Json(p);
            }
        }

        @Benchmark
        public void Gson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                GsonUtil.bean2Json(p);
            }
        }

        @Benchmark
        public void FastJson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                FastJsonUtil.bean2Json(p);
            }
        }

        @Benchmark
        public void Jackson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                JacksonUtil.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("陈小二",null));
            p=createAPerson("邵同学",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("篮球");
            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;
        }
    }

    说明一下，上面的代码中

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    ResultExporter.exportResult("JSON序列化性能", results, "count", "秒");

    这个是我自己编写的将性能测试报告数据填充至Echarts图，然后导出png图片的方法，具体代码我就不贴了，参考我的github源码。

    执行后的结果图：

    从上面的测试结果可以看出，序列化次数比较小的时候，Gson性能最好，当不断增加的时候到了100000，Gson明细弱于Jackson和FastJson， 这时候FastJson性能是真的牛，另外还可以看到不管数量少还是多，Jackson一直表现优异。而那个Json-lib简直就是来搞笑的。^_^

    JSON反序列化性能基准测试

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    @BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
    @OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
    @State(Scope.Benchmark)
    public class JsonDeserializeBenchmark {
        /**
         * 反序列化次数参数
         */
        @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++) {
                JsonLibUtil.json2Bean(jsonStr, Person.class);
            }
        }

        @Benchmark
        public void Gson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                GsonUtil.json2Bean(jsonStr, Person.class);
            }
        }

        @Benchmark
        public void FastJson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                FastJsonUtil.json2Bean(jsonStr, Person.class);
            }
        }

        @Benchmark
        public void Jackson() {
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                JacksonUtil.json2Bean(jsonStr, Person.class);
            }
        }

        @Setup
        public void prepare() {
            jsonStr="{"name":"邵同学","fullName":{"firstName":"zjj_first","middleName":"zjj_middle","lastName":"zjj_last"},"age":24,"birthday":null,"hobbies":["篮球","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":["篮球","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":["篮球","游泳","coding"],"clothes":{"shoes":"安踏","trousers":"adidas","coat":"Nike"},"friends":null},{"name":"陈小二","fullName":{"firstName":"xxx_first","middleName":"xxx_middle","lastName":"xxx_last"},"age":24,"birthday":null,"hobbies":["篮球","游泳","coding"],"clothes":{"shoes":"安踏","trousers":"adidas","coat":"Nike"},"friends":null}]}";
        }

        @TearDown
        public void shutdown() {
        }
    }

    执行后的结果图：

    从上面的测试结果可以看出，反序列化的时候，Gson、Jackson和FastJson区别不大，性能都很优异，而那个Json-lib还是来继续搞笑的。
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