已知格式时从字符串解析 JSON 的最快方法

Question

我想将字符串解析为 Java 中的内部 JSON object （或等效项）。 通常的库Gson和Jackson对我的需求来说太慢了（根据我的基准分析，每个字符串到 Json 解析 > 100us）。 我知道有稍微快一点的库，但是在线查看基准测试，可用的收益会很小（不到一个数量级的改进）。

如果我提前知道 JSON 的格式，有没有办法可以更快地解析它？ 例如，我知道字符串将是格式的 JSON：

{
   "A" : 1.0 ,
   "B" : "X"
}

即，我知道这两个键将是“A”和“B”，值将分别是双精度和字符串。 鉴于这种格式的高级知识，是否有一个库或某种方法可以比平时更快地解析 JSON？

Answer 1

如果您知道JSON有效负载结构，则可以使用Streaming API读取数据。 我创建了 4 种不同的方法来读取给定JSON有效载荷：

1. 默认 Gson - 使用Gson class。
2. Gson 适配器 - 使用JsonReader库中的 JsonReader。
3. 默认 Jackson - 使用 Jackson 中的ObjectMapper 。
4. Jackson 流式传输 API - 使用JsonParser class。

为了使其具有可比性，所有这些方法都将JSON有效负载作为String并返回代表A和B属性的Pojo object。 下图表示差异：

如您所见， Jackson的Streaming API是从这 4 种方法中反序列JSON有效负载的最快方法。

为了生成上图，使用了以下数据：

1113 547 540 546 544 552 547 549 547 548 平均 603.3
940 455 452 456 465 459 457 458 455 455 平均 505.2
422 266 257 262 260 267 259 262 257 259 平均 277.1
202 186 184 189 185 188 182 186 187 183 平均 187.2

基准代码：

import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonAutoDetect;
import com.fasterxml.jackson.annotation.PropertyAccessor;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonFactory;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonParser;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.TypeAdapter;
import com.google.gson.stream.JsonReader;
import com.google.gson.stream.JsonWriter;

import java.io.IOException;
import java.time.Duration;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.IntStream;

public class JsonApp {

    private static final String json = "{\"A\" : 1.0 ,\"B\" : \"X\"}";

    private static final int MAX = 1_000_000;

    private static List<List<Duration>> values = new ArrayList<>();

    static {
        IntStream.range(0, 4).forEach(i -> values.add(new ArrayList<>()));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            int v = 0;
            values.get(v++).add(defaultGson());
            values.get(v++).add(gsonAdapter());
            values.get(v++).add(defaultJackson());
            values.get(v).add(jacksonJsonFactory());
        }
        values.forEach(list -> {
            list.forEach(d -> System.out.print(d.toMillis() + " "));
            System.out.println(" avg " + list.stream()
                    .mapToLong(Duration::toMillis)
                    .average().getAsDouble());
        });
    }

    static Duration defaultGson() {
        Gson gson = new Gson();

        long start = System.nanoTime();
        for (int i = MAX; i > 0; i--) {
            gson.fromJson(json, Pojo.class);
        }

        return Duration.ofNanos(System.nanoTime() - start);
    }

    static Duration gsonAdapter() throws IOException {
        PojoTypeAdapter adapter = new PojoTypeAdapter();

        long start = System.nanoTime();
        for (int i = MAX; i > 0; i--) {
            adapter.fromJson(json);
        }

        return Duration.ofNanos(System.nanoTime() - start);
    }

    static Duration defaultJackson() throws IOException {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        mapper.setVisibility(PropertyAccessor.FIELD, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);

        long start = System.nanoTime();
        for (int i = MAX; i > 0; i--) {
            mapper.readValue(json, Pojo.class);
        }

        return Duration.ofNanos(System.nanoTime() - start);
    }

    static Duration jacksonJsonFactory() throws IOException {
        JsonFactory jfactory = new JsonFactory();

        long start = System.nanoTime();
        for (int i = MAX; i > 0; i--) {
            readPartially(jfactory);
        }
        return Duration.ofNanos(System.nanoTime() - start);
    }

    static Pojo readPartially(JsonFactory jfactory) throws IOException {
        try (JsonParser parser = jfactory.createParser(json)) {

            Pojo pojo = new Pojo();

            parser.nextToken(); // skip START_OBJECT - {
            parser.nextToken(); // skip A name
            parser.nextToken();
            pojo.A = parser.getDoubleValue();
            parser.nextToken(); // skip B name
            parser.nextToken();
            pojo.B = parser.getValueAsString();

            return pojo;
        }
    }
}

class PojoTypeAdapter extends TypeAdapter<Pojo> {

    @Override
    public void write(JsonWriter out, Pojo value) {
        throw new IllegalStateException("Implement me!");
    }

    @Override
    public Pojo read(JsonReader in) throws IOException {
        if (in.peek() == com.google.gson.stream.JsonToken.NULL) {
            in.nextNull();
            return null;
        }

        Pojo pojo = new Pojo();

        in.beginObject();
        in.nextName();
        pojo.A = in.nextDouble();
        in.nextName();
        pojo.B = in.nextString();

        return pojo;
    }
}

class Pojo {

    double A;
    String B;

    @Override
    public String toString() {
        return "Pojo{" +
                "A=" + A +
                ", B='" + B + '\'' +
                '}';
    }
}

注意：如果您需要非常精确的数据，请尝试使用出色的JMH package 创建基准测试。

Answer 2

你可以试试 BSON。 BSON 是二进制 object，运行速度比大多数 JSON 库都快

 //import java.util.ArrayList;
 //import org.bson.Document;


 Document root = Document.parse("{ \"A\" : 1.0, \"B\" : \"X\" }");

 System.out.println((root.get("A")));
 System.out.println(((String)root.get("B")));