这篇文章告诉大家:
* Fastjson究竟有多快
* 为什么Fastjson这么快
* 你能用Fastjson来做什么!
* 如何获得fastjson?
首先,Fastjson究竟有多快?
我们看一下使用https://github.com/eishay/jvm-serializers/提供的程序进行测试得到的结果:
序列化时间 | 反序列化时间 | 大小 | 压缩后大小 | |
java序列化 | 8654 | 43787 | 889 | 541 |
hessian | 6725 | 10460 | 501 | 313 |
protobuf | 2964 | 1745 | 239 | 149 |
thrift | 3177 | 1949 | 349 | 197 |
avro | 3520 | 1948 | 221 | 133 |
json-lib | 45788 | 149741 | 485 | 263 |
jackson | 3052 | 4161 | 503 | 271 |
fastjson | 2595 | 1472 | 468 | 251 |
这是一个468bytes的JSON Bytes测试,从测试结果来看,无论序列化和反序列化,Fastjson超越了protobuf,可以当之无愧fast! 它比java deserialize快超过30多倍,比json-lib快100倍。由于Fastjson的存在,你可以放心使用json统一协议,达到文本协议的可维护性,二进制协议的性能。
JSON处理主要包括两个部分,serialize和deserialize。serialize就是把Java对象变成JSON String或者JSON Bytes。Deserialize是把JSON String或者Json Bytes变成java对象。其实这个过程有些JSON库是分三部分的,json string <--> json tree <--> java object。Fastjson也支持这种转换方式,但是这种转换方式因为有多余的步骤,性能不好,不推荐使用。
为什么Fastjson能够做到这么快?
一、Fastjson中Serialzie的优化实现 1、自行编写类似StringBuilder的工具类SerializeWriter。 把java对象序列化成json文本,是不可能使用字符串直接拼接的,因为这样性能很差。比字符串拼接更好的办法是使用java.lang.StringBuilder。StringBuilder虽然速度很好了,但还能够进一步提升性能的,fastjson中提供了一个类似StringBuilder的类com.alibaba.fastjson.serializer.SerializeWriter。
SerializeWriter提供一些针对性的方法减少数组越界检查。例如public void writeIntAndChar(int i,char c) {},这样的方法一次性把两个值写到buf中去,能够减少一次越界检查。目前SerializeWriter还有一些关键的方法能够减少越界检查的,我还没实现。也就是说,如果实现了,能够进一步提升serialize的性能。
2、使用ThreadLocal来缓存buf。 这个办法能够减少对象分配和gc,从而提升性能。SerializeWriter中包含了一个char[] buf,每序列化一次,都要做一次分配,使用ThreadLocal优化,能够提升性能。
3、使用asm避免反射 获取java bean的属性值,需要调用反射,fastjson引入了asm的来避免反射导致的开销。fastjson内置的asm是基于objectweb asm 3.3.1改造的,只保留必要的部分,fastjson asm部分不到1000行代码,引入了asm的同时不导致大小变大太多。
使用一个特殊的IdentityHashMap优化性能。 fastjson对每种类型使用一种serializer,于是就存在class -> JavaBeanSerizlier的映射。fastjson使用IdentityHashMap而不是HashMap,避免equals操作。我们知道HashMap的算法的transfer操作,并发时可能导致死循环,但是ConcurrentHashMap比HashMap系列会慢,因为其使用volatile和lock。fastjson自己实现了一个特别的IdentityHashMap,去掉transfer操作的IdentityHashMap,能够在并发时工作,但是不会导致死循环。
5、缺省启用sort field输出 json的object是一种key/value结构,正常的hashmap是无序的,fastjson缺省是排序输出的,这是为deserialize优化做准备。
6、集成jdk实现的一些优化算法 在优化fastjson的过程中,参考了jdk内部实现的算法,比如int to char[]算法等等。
二、fastjson的deserializer的主要优化算法 deserializer也称为parser或者decoder,fastjson在这方面投入的优化精力最多。
1、读取token基于预测。 所有的parser基本上都需要做词法处理,json也不例外。fastjson词法处理的时候,使用了基于预测的优化算法。比如key之后,最大的可能是冒号":",value之后,可能是有两个,逗号","或者右括号"}"。在com.alibaba.fastjson.parser.JSONScanner中提供了这样的方法:
- publicvoidnextToken(intexpect){
- for(;;){
- switch(expect){
- caseJSONToken.COMMA://
- if(ch==','){
- token=JSONToken.COMMA;
- ch=buf[++bp];
- return;
- }
- if(ch=='}'){
- token=JSONToken.RBRACE;
- if(ch==']'){
- token=JSONToken.RBRACKET;
- if(ch==EOI){
- token=JSONToken.EOF;
- break;
- //......
- }
从上面摘抄下来的代码看,基于预测能够做更少的处理就能够读取到token。
2、sort field fast match算法 fastjson的serialize是按照key的顺序进行的,于是fastjson做deserializer时候,采用一种优化算法,就是假设key/value的内容是有序的,读取的时候只需要做key的匹配,而不需要把key从输入中读取出来。通过这个优化,使得fastjson在处理json文本的时候,少读取超过50%的token,这个是一个十分关键的优化算法。基于这个算法,使用asm实现,性能提升十分明显,超过300%的性能提升。
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