Java几种常用JSON库性能比较

上一篇介绍了Java性能测试框架JMH的使用方法,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:

  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:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
<!-- 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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
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();
}

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
@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

1
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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
@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。