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Java 常用的几个 Json 库,性能强势对比!

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xcbeyond
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发布于: 2021 年 06 月 18 日

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:


  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:

<!-- 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>
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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); }}
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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); }}
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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; } }}
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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); }}
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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> 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(); }
}
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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 + "]"; }}
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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> 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; }}
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说明一下,上面的代码中

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


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

@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() { }}
复制代码


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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不为别的,只为技术沉淀、分享。 2019.06.20 加入

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