Golang 流式解析 Json

json-iterator 库：https://github.com/json-iterator/go

动机

现有的golang解析json的库都是push模式的，缺少一种基于pull api的库。另外就是看一下golang解析json的速度到底如何，还有多少的提高空间。

API 风格

api 风格上是以 StAX 为基础，但是针对 JSON 做了特别的优化。比 StAX 和 SAX 都更简单可控。当然如果需要最简单，还是 DOM 类的 api 最简单。使用流式pull的api为的就是最大化控制解析过程。

解析 Array

iter := ParseString(`[1,2,3]`)
for iter.ReadArray() {
  iter.ReadUint64()
}

可以看到，pull api 的风格非常不同。整个解析流程是调用者驱动的

解析 Object

type TestObj struct {
    Field1 string
    Field2 uint64
}

iter := ParseString(`{"field1": "1", "field2": 2}`)
obj := TestObj{}
for field := iter.ReadObject(); field != ""; field = iter.ReadObject() {
    switch field {
    case "field1":
        obj.Field1 = iter.ReadString()
    case "field2":
        obj.Field2 = iter.ReadUint64()
    default:
        iter.ReportError("bind object", "unexpected field")
    }
}

解析过程不依赖反射，解析出来的值干什么事情完全由你来操纵。你可以直接做一些累加操作，而不把值先绑定到对象上。

SKIP

iter := ParseString(`[ {"a" : [{"b": "c"}], "d": 102 }, "b"]`)
iter.ReadArray()
iter.Skip()
iter.ReadArray()
if iter.ReadString() != "b" {
    t.FailNow()
}

对于不关心的字段，可以选择跳过。

性能优化

这个项目的另外一个目的是看一下golang原生的json api是快还是慢，有没有提高空间。

基于流解析，无需一次读到内存里

// "encoding/json"
func Benchmark_stardard_lib(b *testing.B) {
    b.ReportAllocs()
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        file, _ := os.Open("/tmp/large-file.json")
        result := []struct{}{}
        decoder := json.NewDecoder(file)
        decoder.Decode(&result)
        file.Close()
    }
}

5 215547514 ns/op 71467118 B/op 272476 allocs/op

// "github.com/json-iterator/go"
func Benchmark_jsoniter(b *testing.B) {
    b.ReportAllocs()
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        file, _ := os.Open("/tmp/large-file.json")
        iter := jsoniter.Parse(file, 1024)
        for iter.ReadArray() {
            iter.Skip()
        }
        file.Close()
    }
}

10 110209750 ns/op 4248 B/op 5 allocs/op

可以看到 json iterator 的实现对于内存占用非常节省。比标准库的实现快一倍。GC压力就小更多了。

直接解析出 int

对于 int 的解析无需两遍，一次性读取。把 ParseInt 的实现合并到 json 解析的代码里。

func Benchmark_jsoniter_array(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        iter := ParseString(`[1,2,3]`)
        for iter.ReadArray() {
            iter.ReadUint64()
        }
    }
}

10000000 189 ns/op

func Benchmark_json_array(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        result := []interface{}{}
        json.Unmarshal([]byte(`[1,2,3]`), &result)
    }
}

1000000 1327 ns/op

这个场景是 7x 的速度

无反射的，有schema的解析

按照schema解析，减少if-else判断。直接赋值，无需经过反射

type Level1 struct {
    Hello []Level2
}

type Level2 struct {
    World string
}

func Benchmark_jsoniter_nested(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        iter := ParseString(`{"hello": [{"world": "value1"}, {"world": "value2"}]}`)
        l1 := Level1{}
        for l1Field := iter.ReadObject(); l1Field != ""; l1Field = iter.ReadObject() {
            switch l1Field {
            case "hello":
                l1.Hello = readLevel1Hello(iter)
            default:
                iter.Skip()
            }
        }
    }
}

func readLevel1Hello(iter *Iterator) []Level2 {
    l2Array := make([]Level2, 0, 2)
    for iter.ReadArray() {
        l2 := Level2{}
        for l2Field := iter.ReadObject(); l2Field != ""; l2Field = iter.ReadObject() {
            switch l2Field {
            case "world":
                l2.World = iter.ReadString()
            default:
                iter.Skip()
            }
        }
        l2Array = append(l2Array, l2)
    }
    return l2Array
}

2000000 640 ns/op

func Benchmark_json_nested(b *testing.B) {
    for n := 0; n < b.N; n++ {
        l1 := Level1{}
        json.Unmarshal([]byte(`{"hello": [{"world": "value1"}, {"world": "value2"}]}`), &l1)
    }
}

1000000 1816 ns/op

总结

golang 自带的 json 库其实性能很不错了。根据benchmark（https://github.com/json-itera...）其实速度比其他的基于流的解析库还要快（https://github.com/ugorji/go/...）。而这个库 https://github.com/pquerna/ff... 虽然号称更快，但是不支持流式解析（要求所有的[]byte都提前读入到内存里）。大部分情况下，就用golang自带的就足够好了，别瞎整一些其他的json解析库。

如果需要pull api，或者需要额外的2x~6x性能，可以考虑：https://github.com/json-iterator/go