Java 常用的幾個Json庫性能對比

本篇通過JMH來測試一下Java中幾種常見的JSON解析庫的性能。每次都在網上看到別人說什麼某某庫性能是如何如何的好，碾壓其他的庫。但是百聞不如一見，只有自己親手測試過的纔是最值得相信的。

JSON不管是在Web開發還是服務器開發中是相當常見的數據傳輸格式，一般情況我們對於JSON解析構造的性能並不需要過於關心，除非是在性能要求比較高的系統。

目前對於Java開源的JSON類庫有很多種，下面我們取4個常用的JSON庫進行性能測試對比，同時根據測試結果分析如果根據實際應用場景選擇最合適的JSON庫。

這4個JSON類庫分別爲：Gson，FastJson，Jackson，Json-lib。

一、簡單介紹

選擇一個合適的JSON庫要從多個方面進行考慮：

字符串解析成JSON性能
字符串解析成JavaBean性能
JavaBean構造JSON性能
集合構造JSON性能
易用性

先簡單介紹下四個類庫的身份背景

Gson

項目地址：https://github.com/google/gson

Gson是目前功能最全的Json解析神器，Gson當初是爲因應Google公司內部需求而由Google自行研發而來，但自從在2008年五月公開發布第一版後已被許多公司或用戶應用。Gson的應用主要爲toJson與fromJson兩個轉換函數，無依賴，不需要例外額外的jar，能夠直接跑在JDK上。在使用這種對象轉換之前，需先創建好對象的類型以及其成員才能成功的將JSON字符串成功轉換成相對應的對象。類裏面只要有get和set方法，Gson完全可以實現複雜類型的json到bean或bean到json的轉換，是JSON解析的神器。

FastJson

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

Fastjson是一個Java語言編寫的高性能的JSON處理器,由阿里巴巴公司開發。無依賴，不需要例外額外的jar，能夠直接跑在JDK上。FastJson在複雜類型的Bean轉換Json上會出現一些問題，可能會出現引用的類型，導致Json轉換出錯，需要制定引用。FastJson採用獨創的算法，將parse的速度提升到極致，超過所有json庫。

Jackson

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

Jackson是當前用的比較廣泛的，用來序列化和反序列化json的Java開源框架。Jackson社區相對比較活躍，更新速度也比較快，從Github中的統計來看，Jackson是最流行的json解析器之一，Spring MVC的默認json解析器便是Jackson。

Jackson優點很多：

Jackson 所依賴的jar包較少，簡單易用。
與其他 Java 的 json 的框架 Gson 等相比，Jackson 解析大的 json 文件速度比較快。
Jackson 運行時佔用內存比較低，性能比較好
Jackson 有靈活的 API，可以很容易進行擴展和定製。

目前最新版本是2.9.4，Jackson 的核心模塊由三部分組成：

jackson-core 核心包，提供基於”流模式”解析的相關 API，它包括 JsonPaser 和 JsonGenerator。Jackson 內部實現正是通過高性能的流模式 API 的 JsonGenerator 和 JsonParser 來生成和解析 json。
jackson-annotations 註解包，提供標準註解功能；
jackson-databind 數據綁定包，提供基於”對象綁定” 解析的相關 API（ ObjectMapper ）和”樹模型” 解析的相關 API（JsonNode）；基於”對象綁定” 解析的 API 和”樹模型”解析的 API 依賴基於”流模式”解析的 API。

爲什麼Jackson的介紹這麼長啊？因爲它也是本人的最愛。

Json-lib

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

json-lib最開始的也是應用最廣泛的json解析工具，json-lib 不好的地方確實是依賴於很多第三方包，對於複雜類型的轉換，json-lib對於json轉換成bean還有缺陷，比如一個類裏面會出現另一個類的list或者map集合，json-lib從json到bean的轉換就會出現問題。json-lib在功能和性能上面都不能滿足現在互聯網化的需求。

二、編寫性能測試

接下來開始編寫這四個庫的性能測試代碼。

2.1、添加maven依賴

當然首先是添加四個庫的maven依賴，公平起見，我全部使用它們最新的版本：

<!-- 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>

2.2、四個庫的工具類

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);
    }
}

2.3、準備Model類

這裏我寫一個簡單的Person類，同時屬性有Date、List、Map和自定義的類FullName，最大程度模擬真實場景。

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();
    }

}

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 + "]";
    }
}

2.4、JSON序列化性能基準測試

@BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
public class JsonSerializeBenchmark {
    /**
     * 序列化次數參數
     */
    @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("陳小二",null));
        p=createAPerson("邵同學",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("籃球");
        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;
    }
}

說明一下，上面的代碼中

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

這個是我自己編寫的將性能測試報告數據填充至Echarts圖，然後導出png圖片的方法。

執行後的結果圖：

從上面的測試結果可以看出，序列化次數比較小的時候，Gson性能最好，當不斷增加的時候到了100000，Gson明細弱於Jackson和FastJson，這時候FastJson性能是真的牛，另外還可以看到不管數量少還是多，Jackson一直表現優異。而那個Json-lib簡直就是來搞笑的。

2.5、JSON反序列化性能基準測試

@BenchmarkMode(Mode.SingleShotTime)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@State(Scope.Benchmark)
public class JsonDeserializeBenchmark {
    /**
     * 反序列化次數參數
     */
    @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\":\"邵同學\",\"fullName\":{\"firstName\":\"zjj_first\",\"middleName\":\"zjj_middle\",\"lastName\":\"zjj_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"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\":[\"籃球\",\"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\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":null},{\"name\":\"陳小二\",\"fullName\":{\"firstName\":\"xxx_first\",\"middleName\":\"xxx_middle\",\"lastName\":\"xxx_last\"},\"age\":24,\"birthday\":null,\"hobbies\":[\"籃球\",\"游泳\",\"coding\"],\"clothes\":{\"shoes\":\"安踏\",\"trousers\":\"adidas\",\"coat\":\"Nike\"},\"friends\":null}]}";
    }

    @TearDown
    public void shutdown() {
    }
}

執行後的結果圖：

從上面的測試結果可以看出，反序列化的時候，Gson、Jackson和FastJson區別不大，性能都很優異，而那個Json-lib還是來繼續搞笑的。

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