Java 几种常用 JSON 库性能比较

交互设计

  本篇通过JMH来测试一下Java中几种常见的JSON解析库的性能。每次都在网上看到别人说什么某某库性能是如何如何的好,碾压其他的库。但是百闻不如一见,只有自己亲手测试过的才是最值得相信的。

  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:

  字符串解析成JSON性能字符串解析成JavaBean性能JavaBean构造JSON性能集合构造JSON性能易用性

  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:

  Jackson 所依赖的jar包较少,简单易用。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。Jackson 运行时占用内存比较低,性能比较好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:

  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。jackson-annotations 注解包,提供标准注解功能;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:

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

  四个库的工具类

  FastJsonUtil.java

  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

  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

  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

  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。

  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> fris; // 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 (fris != null) { str.app("Fris:\n"); for (Person f : fris) { str.app("\t").app(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序列化性能基准测试

  @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> fris=new ArrayList<Person>(); fris.add(createAPerson("小明",null)); fris.add(createAPerson("Tony",null)); fris.add(createAPerson("陈小二",null)); p=createAPerson("邵同学",fris); } @TearDown public void shutdown() { } private Person createAPerson(String name,List<Person> fris) { 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.setFris(fris); return newPerson; }}

  说明一下,上面的代码中

  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

  @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\"},\"fris\":[{\"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\"},\"fris\":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\"},\"fris\":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\"},\"fris\":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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