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有效选择七个关于Java的JSON开源类库

溪边九节
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发布于 2014/04/19 01:14
字数 3072
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April 4, 2014 By Constantin Marian Alin

翻译:无若

 (英语原文:http://www.developer.com/lang/jscript/top-7-open-source-json-binding-providers-available-today.html

 简介

JSONJavaScript Object Notation的缩写,是一种轻量级的数据交换形式,是一种XML的替代方案,而且比XML更小,更快而且更易于解析。因为JSON描述对象的时候使用的是JavaScript语法,它是语言和平台独立的,并且这些年许多JSON的解析器和类库被开发出来。在这篇文章中,我们将会展示7Java JSON类库。基本上,我们将会试着把Java对象转换JSON格式并且存储到文件,并且反向操作,读JSON文件转换成一个对象。为了让文章更有意义,我们将会测量每一种JSON类库在不同情况下的处理速度。

 (一)类库介绍及其使用

1)使用Jackson类库

第一个介绍的是Jackson类库,Jackson库是一个“旨在为开发者提供更快,更正确,更轻量级,更符合人性思维” 的类库。Jackson为处理JSON格式提供了三种模型的处理方法。

1、流式API或者增量解析/产生( incremental parsing/generation):读写JSON内容被作为离散的事件。

2、树模型:提供一个可变内存树表示JSON文档。

3、数据绑定(Data binding):实现JSON与POJO(简单的Java对象(Plain Old Java Object))的转换

我们感兴趣的是Java对象与JSON的转换,因此,我们将集中于第三种处理方法。首先我们需要下载Jackson。Jackson的核心功能使用三个类库,分别是jackson-core-2.3.1, jackson-databind-2.3.1和jackson-annotations-2.3.1; 三个类库的下载都来自于Maven仓库,给出地址:

http://repo1.maven.org/maven2/com/fasterxml/jackson/ 

(译者注:在http://repo1.maven.org/maven2/com/fasterxml/jackson/core/中,正好是三个类库的文件夹)

现在,让我们来工作吧,为了从Java对象中获得一个一个复杂的JSON对象,我们将会使用下面的类去构造一个对象。同样的Java对象将会被用于这篇文章的所有的类库中。

public class JsonThirdObject {

 

          private int age = 81;

          private String name = "Michael Caine";

          private List<String> messages;

 

          public JsonThirdObject() {

            this.messages = new ArrayList<String>() {

                    {

                              add("You wouldn't hit a man with no trousers..");

                              add("At this point, I'd set you up with a..");

                              add("You know, your bobby dangler, giggle stick,..");

                              }

                    };

          }

          // Getter and setter

}

 

public class JsonSecondObject {

 

          private int age = 83;

          private String name = "Clint Eastwood";

          private JsonThirdObject jsnTO = new JsonThirdObject();

          private List<String> messages;

 

          public JsonSecondObject() {

            this.messages = new ArrayList<String>() {

                    {

                              add("This is the AK-47 assault..");

                              add("Are you feeling lucky..");

                              add("When a naked man's chasing a..");

                              }

                    };

          }

          // Getter and setter

}

 

public class JsonFirstObject {

 

          private int age = 76;

          private String name = "Morgan Freeman";

          private JsonSecondObject jsnSO = new JsonSecondObject();

          private List<String> messages;

 

          public JsonFirstObject() {

            this.messages = new ArrayList<String>() {

                    {

                              add("I once heard a wise man say..");

                              add("Well, what is it today? More..");

                              add("Bruce... I'm God. Circumstances have..");

                              }

                    };

          }

          // Getter and setter

}

 

public class Json {

 

          private int age = 52;

          private String name = "Jim Carrey";

          private JsonFirstObject jsnFO = new JsonFirstObject();

          private List<String> messages;

 

          public Json() {

            this.messages = new ArrayList<String>() {

                    {

                              add("Hey, maybe I will give you..");

                              add("Excuse me, I'd like to..");

                              add("Brain freeze. Alrighty Then I just..");

                              }

                    };

          }

          // Getter and setter

}

上面的Java对象转换成JSON格式是下面这样的。

{

   "age":52,

   "name":"Jim Carrey",

   "jsnFO":{

      "age":76,

      "name":"Morgan Freeman",

      "jsnSO":{

         "age":83,

         "name":"Clint Eastwood",

         "jsnTO":{

            "age":81,

            "name":"Michael Caine",

            "messages":[

               "You wouldn't hit a man..",

               "At this point, I'd set you..",

               "You know, your bobby dangler.."

            ]

         },

         "messages":[

            "This is the AK-47 assault..",

            "Are you feeling lucky..",

            "When a naked man's chasing a.."

         ]

      },

      "messages":[

         "I once heard a wise man..",

         "Well, what is it today? More..",

         "Bruce... I'm God. Circumstances have.."

      ]

   },

   "messages":[

      "Hey, maybe I will give you a call..",

      "Excuse me, I'd like to ask you a few..",

      "Brain freeze. Alrighty Then I just heard.."

   ]

}

现在,让我们来看看怎么样把Java对象转换成JSON并且写入文件。Jackson使用一个ObjectMapper功能,我们第一步要做的是:

Json jsonObj = new Json();

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

然后,我们将会使用这个ObjectMapper直接写入值到文件。

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try {

     mapper.writeValue(new File("c:\\jackson.json"), jsonObj);

} catch (JsonGenerationException e) {

} catch (JsonMappingException e) {

} catch (IOException e) {

}

现在,我们有了一个JSON文件,但是,怎么样转回Java对象呢?我们可以这样做:

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON back to object");

try {

     jsonObj = mapper.readValue(new File("c:\\jackson.json"), Json.class);

} catch (JsonGenerationException e) {

} catch (JsonMappingException e) {

} catch (IOException e) {

}

从上面的例子我们知道了JSONJava对象的相互转换,在try-catch中总共也就两行,看起来不错是吧,但是它快么?我们将会在后面的文章中揭晓。

 (2)使用 Google-Gson类库

第二种就是 Google-Gson,我们立即开始讨论 Gson,你或许更喜欢他的全名Google-Gson。Gson能实现Java对象和JSON之间的相互转换。甚至都不需要注释。Gson的特点:

1)提供简单的toJson()方法和fromJson()去实现相互转换。

2)可以从JSON中转换出之前存在的不可改变的对象。

3)扩展提供了Java泛型。

4)支持任意复杂的对象。

Gson就需要一个.jar文件,gson-2.2.4.jar,可以通过http://code.google.com/p/google-gson/downloads/list下载。下面是例子,把Java对象转换成JSON。

Json jsonObj = new Json();

Gson gson = new Gson();

 

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (FileWriter writer = new FileWriter("c:\\gson.json")) {

     writer.write(gson.toJson(jsonObj));

} catch (IOException e) {

}

JSON转换成Java对象:

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object");

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("c:\\gson.json"))) {

   jsonObj = gson.fromJson(reader, Json.class);

} catch (FileNotFoundException e) {

} catch (IOException e) {

}

上面就是我们所有需要做的,接下来我们可以对 jsonObj 作进一步处理。当调用JSON操作的时候,因为Gson的实例化对象没有维持任何状态,我们可以重复使用一个对象为多个JSON序列化和反序列化操作。

(3)使用JSON-lib类库

JSON-lib类库是基于Douglas Crockford的工作成果,能转换bean,map,集合(collection),java数组和XML转换成JSON并能反向转换成beans和动态bean(DynaBean)。JSON-lib类库的下载地址:http://sourceforge.net/projects/json-lib/files/ 下面这些是依赖文件

 jakarta commons-lang 2.6

 jakarta commons-beanutils 1.9.1

 jakarta commons-collections 3.2.1

 jakarta commons-logging 1.1.3

 ezmorph 1.0.6

(译者注:Douglas CrockfordWeb开发领域最知名的技术权威之一,ECMA JavaScript2.0标准化委员会委员。被JavaScript之父Brendan Eich称为JavaScript的大宗师(Yoda)。曾任Yahoo!资深JavaScript架构师,现任PayPal高级JavaScript架构师。他是JSONJSLintJSMinADSafe的创造者,也是名著《JavaScript: The Good Parts》(中文版《JavaScript语言精粹》)的作者。撰写了许多广为流传、影响深远的技术文章,包括“JavaScript:世界上最被误解的语言”。Douglas Crockford曾在著名的Lucasfilm电影公司任技术总监;在Paramount(派拉蒙)公司任新媒体高级总监;communities社区创始人兼CEOState软件公司CTO2012.05.14Paypal宣布Douglas Crockford加入Paypal)

同样,让我们来把Java对象转成JSON

Json jsonObj = new Json();

JSONObject json;

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (FileWriter writer = new FileWriter("c:\\json-lib.json")) {

          json = JSONObject.fromObject(jsonObj);

          json.write(writer);

} catch (IOException e) {

}

JSON转Java对象

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object");

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("c:\\json-lib.json"))) {

          jsonObj = (Json) JSONObject.toBean(JSONObject.fromObject(reader), Json.class);

} catch (IOException ex) {

}

这里有个问题,这些依赖关系会影响到性能吗?文章在下面揭晓。

 4)使用Flexjson类库

Flexjson是一个轻量级的库,能序列化和反序列化Java对象和JSON,允许深层和浅层对象的拷贝。深度拷贝意味着一个被Flexjson序列化的对象,它能让对象做到类似于延迟加载(lazy-loading)的技术,能让我们在对对象有需要时才提取。当我们想把整个对象写入到文件时,这不是一个好的情况,但是它知道需要才去做时,这是很好的。

Flexjson下载地址:http://sourceforge.net/projects/flexjson/files/ 它不需要其他库就可以工作。下面是例子:Java对象转JSON。

Json jsonObj = new Json();

JSONSerializer serializer = new JSONSerializer();

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (FileWriter writer = new FileWriter("c:\\flexjson.json")) {

          serializer.deepSerialize(jsonObj, writer);

} catch (IOException e) {

}

JSON转Java对象

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object"); 

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("c:\\flexjson.json"))){ 

    jsonObj = new JSONDeserializer<Json>().deserialize(reader); 

} catch (FileNotFoundException e) {

} catch (IOException e) { 

}

简单有效是吧!

5)使用Json-io类库

json-io有两个主要的类,一个读和一个写,排除了使用ObjectInputStream和 ObjectOutputStream两个类去读写。Json-io能序列化任意的Java对象图(graph)转变成JSON,并且能记忆完整的语义图(graph semantics)和对象类型。下载地址: Maven Central Repository

它不需要其他依赖。

例子:Java对象转JSON

Json jsonObj = new Json();

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (JsonWriter writer = new JsonWriter(new FileOutputStream("c:\\json-io.json"))){

          writer.write(jsonObj);

} catch (IOException e) {

}

JSON转Java对象

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object");

try (JsonReader reader = new JsonReader(new FileInputStream(new File("c:\\json-io.json")))) {

          jsonObj = (Json) reader.readObject();

} catch (FileNotFoundException e) {

} catch (IOException e) {

}

它的文档上说,Json-io比JDK的ObjectInputStream 和ObjectOutputStream的序列化操作要快,我们将会在后面的文章中说明。

6)使用Genson类库

Genson是一个可扩展的,可伸缩的,易于使用的开源库。除此之外,Genson完整支持了泛型,支持JSON在JAX-RS的实现,支持JAXB的注释(annotation)和类型(types),并且允许序列化和反序列化拥有复杂关键字的map。

下载地址:http://code.google.com/p/genson/downloads/list ,它没有任何依赖。

例子:Java对象转JSON

Json jsonObj = new Json();

Genson genson = new Genson();

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (FileWriter writer = new FileWriter("c:\\genson.json")) {

          writer.write(genson.serialize(jsonObj));

} catch (IOException | TransformationException e) {

}

JSONJava对象

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object");

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("c:\\genson.json"))) {

          jsonObj = genson.deserialize(reader, Json.class);

} catch (FileNotFoundException e) {

} catch (IOException | TransformationException e) {

}

(7)使用JSONiJ类库

最后一个讨论的是JSONiJ。JSONiJ是JSON的解析器,一个JPath和Marshaller的实现,能实现Java对象和JSON的相互转换。下载地址:https://bitbucket.org/jmarsden/jsonij/downloads

它不需要任何依赖。

例子:Java对象转JSON

Json jsonObj = new Json();

System.out.println("Convert Java object to JSON format and save to file");

try (FileWriter writer = new FileWriter("c:\\jsonij.json")) {

          writer.write(JSONMarshaler.marshalObject(jsonObj).toJSON());

} catch (IOException | JSONMarshalerException e) {

}

JSONJava 对象

System.out.println("Read JSON from file, convert JSON string back to object");

try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader("c:\\jsonij.json"))) {

          JSON json = JSON.parse(reader);

 

          // Now we need to parse the JSONObject object and put values back 

          // to our Json object

          for (Field field : jsonObj.getClass().getDeclaredFields()) {

                    try {

                              field.setAccessible(true);

                              field.set(field.getName(), json.get(field.getName()));

                    } catch (IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {

                    }

          }

} catch (FileNotFoundException e) {

} catch (IOException | ParserException e) {

}

看起来JSONiJ需要的代码多些,性能怎么样,我们看下面。


 (二)基准测试

现在我们要来看看性能了,测试硬件配置:Intel Core i5 laptop with 2.50GHz 单通道DDR3 RAM 4G,软件配置:Windows 7 Ultimate 64-bit SP1

基准测试运行一样的虚拟机(JVM),在测试之前,每一个类库都有一个热身,去限制内存使用的造成的影响,用一个显式调用垃圾收集器。下面的图表代表的是序列化和反序列化JSON数据以毫秒级使用50次迭代和10次热身(warm-up)迭代的平均的时间。

(译者注:红色为序列化(Java对象转JSON),蓝色为反序列化(JSONJava对象))

上面的图表显示,Flexjson序列化小数据时是最快的,而JSON-lib是最慢的。反序列化的时候,Gson最快,JSON-lib还是最慢的。



下面的图表代表的是我们的数据在287kb时,序列化和反序列化所花费的平均时间。

这张图显示,我们对少量的数据操作时,最快的是Gson ,之后的是 Genson和Flexjson。



 当变成大数据时,结果变得很不一样。在下面的图表中,使用的是108Mb的数据,在序列化的时候,Jackson变成了最快的,Flexjson变成第二快。在反序列化的时候,JSON-lib变成了最快的,之前在处理小数据时,它是最慢的,第二快的是Jackson



 下面的图表,显示的是处理更大一点的数据时,我们应该使用JacksonJSON-lib



另外一个重要的测试是关于.jar包的大小。这对于移动端的开发很重要,我们从下图中看到,json-io最小,之后依次是FlexjsonJSONiJ:



(三)结论

在这篇文章中,我们知道了七种方式来实现Java对象和JSON之间的互相转换。以及哪一个类库更快,哪一个更慢,在什么情况下使用等。作为结论,如果你在你的应用中是想使用小一点的数据量,你应该使用Flexjson或者Gson,如果你需要大的数据量你应该考虑Jackson 和JSON-lib。

 


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