JSON简介

 JSON简介

ü        JSON简介及其应用场景

ü        JSON语法

ü        利用JSON开源框架进行开发

ü        JSON、XML、MM2、java序列化性能测试

 

1、JSON简介及其应用场景

   

    JSON协议是一种数据传输协议，你也可以把它理解为表达数据协议，JSON与XML不同，JSON只能用来传输数据，而不能用作文档格式。

    JSON 即 JavaScript Object Natation，它是一种轻量级的数据交换格式，非常适合于服务器与 JavaScript 的交互。本文将快速讲解 JSON 格式，并通过代码示例演示如何分别在客户端和服务器端进行 JSON 格式数据的处理。

 

    尽管有许多宣传关于 XML 如何拥有跨平台，跨语言的优势，然而，除非应用于 Web Services，否则，在普通的 Web 应用中，开发者经常为 XML 的解析伤透了脑筋，无论是服务器端生成或处理 XML，还是客户端用 JavaScript 解析 XML，都常常导致复杂的代码，极低的开发效率。实际上，对于大多数 Web 应用来说，他们根本不需要复杂的 XML 来传输数据，XML 的扩展性很少具有优势，许多 AJAX 应用甚至直接返回 HTML 片段来构建动态 Web 页面。和返回 XML 并解析它相比，返回 HTML 片段大大降低了系统的复杂性，但同时缺少了一定的灵活性。

 

    现在， JSON 为 Web 应用开发者提供了另一种数据交换格式。让我们来看看 JSON 到底是什么，同 XML 或 HTML 片段相比，JSON 提供了更好的简单性和灵活性。

 

 

 

 

2、JSON语法

和 XML 一样，JSON 也是基于纯文本的数据格式。由于 JSON 天生是为 JavaScript 准备的，因此，JSON 的数据格式非常简单，您可以用 JSON 传输一个简单的 String，Number，Boolean，也可以传输一个数组，或者一个复杂的 Object 对象。

String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常简单。例如，用 JSON 表示一个简单的 String “ abc ”，其格式为：

"abc"

除了字符 "，/，/ 和一些控制符（/b，/f，/n，/r，/t）需要编码外，其他 Unicode 字符可以直接输出。下图是一个 String 的完整表示结构：

图 1. String 的完整表示结构

一个 Number 可以根据整型或浮点数表示如下：

图 2. Number 的表示结构

这与绝大多数编程语言的表示方法一致，例如：

12345（整数）  -3.9e10（浮点数）

 

Boolean 类型表示为 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示为 null，注意，true、false 和 null 都没有双引号，否则将被视为一个 String 。

JSON 还可以表示一个数组对象，使用 [] 包含所有元素，每个元素用逗号分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下数组包含了一个 String，Number，Boolean 和一个 null：

["abc",12345,false,null]

 

Object 对象在 JSON 中是用 {} 包含一系列无序的 Key-Value 键值对表示的，实际上此处的 Object 相当于 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。

例如，一个 Address 对象包含如下 Key-Value：

city:Beijing  street:Chaoyang Road  postcode:100025（整数）

 

用 JSON 表示如下：

{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

 

其中 Value 也可以是另一个 Object 或者数组，因此，复杂的 Object 可以嵌套表示，例如，一个 Person 对象包含 name 和 address 对象，可以表示如下：

{"name":"Michael","address":     {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025} }

 

 

3、利用JSON开源框架进行开发

 

网上查找“java json”，发现大家使用最多的还是json-lib来进行java对象的序列化成json对象和反序列化成java对象的操作。json-lib的性能不太令人满意，而一个叫jackson的json序列化工具却表现不俗，另外，json-lib对null值的处理让人也感觉比较困惑。
   java对象序列化成json字符串，如下方式进行：

其中mapper对象可以被重用，所以最好将其声明为static final。

private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();   public String objectToJSON(Object obj)     {         StringWriter writer = null;           writer = new StringWriter();         try {             mapper.writeValue(writer, obj);         } catch (JsonGenerationException e) {             e.printStackTrace();         } catch (JsonMappingException e) {             e.printStackTrace();         } catch (IOException e) {             e.printStackTrace();         }         return writer.toString();     }

 

java对象序列化成json字符串，如下方式进行：

 

private static final ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();   public Object jSONToObject(String json) {         Object sdf = null;         try {             sdf = mapper.readValue(json, TestObject.class);         } catch (JsonGenerationException e) {             e.printStackTrace();         } catch (JsonMappingException e) {             e.printStackTrace();         } catch (IOException e) {             e.printStackTrace();         }         return sdf; }

 

4、JSON、XML、MM2、java序列化性能测试

    至此我们已经接触过至少4种对象序列化（或者叫做持久化）技术。对于这4种技术我们应当将它们联系起来学习，找到一些共同点和异同点，比对学习这样才能够加深映像，并且在做技术选型时也能够达到一个参考的目的，合理的在不同的场景下使用这4种技术，可以完成不同的需求。

    MM2协议是一种基于二进制协议，在对象序列化和反序列化性能方面都有优良的表现。并且在对空间的占用也是4种技术中最少的，对于对象序列化后的字节数也是最少的，经过测试MM2序列化10000个包含各种基本类型、常用集合类型、随即产生的对象序列化后的字节只有3M左右，而同样的结构体，采用同样的生成策略使用JIBX序列化为XML的字节数大概在11M左右。MM2的序列化后的字节数小的特点，可以保证其在网络上高速传输，不会占用太多带宽。MM2协议的缺点也是显而易见的，协议不够标准，对于和外部或是第三方系统交互，不能采用这种技术方案，只能在系统内部来使用该方案完成对象的交互。需要开发人员参与更多底层的编码和解码工作，对于使用者有一定的要求。MM2采用约定大于配置的原则，使得性能达到大幅度提升的同时，也加重了开发者的工作量，往往需要开发者做更多的幕后工作来保证MM2接口的正常运转。

 

    JSON协议是一种简单的文本协议，其本身编码的特点使得在javascript上使用json技术来交互对象非常合适。JSON在该吃测试中性能也表现较好，特别是在序列化过程中，性能几乎和MM2接近。但是其反序列化的测试中性能表现不是很好。性能不是很稳定，但是平均值接近于XML和JAVA反序列化技术，在空间的使用上远远多于其他技术。总之JSON技术在面向简单对象传输中表现较为良好，而且成熟的框架，使用起来也很方便，即使不使用现成框架，开发者也可通过简单的字符串拼装来完成性能不俗的JSON解决方案。JSON同时也是一种标准协议，可以使用其与第三方系统进行交互。JSON的缺点也就是XML的优点，其只能表述数据，而不能表述数据的格式。JSON在采用相同的测试方法后生成的字节数在6M左右，要比MM2稍大，在网络传输方面会有一定的影响，特别是在互联网上传输。

 

    XML协议是一个文本协议，其既可以表述数据，也可以用来表述数据格式，在现代系统中有较为广泛的应用。XML的优点不在此重复。只说一下XML在序列化性能方面。XML序列化采用JIBX，在XML序列化框架中应该说在性能方面也是佼佼者。JIBX框架适合用于XML结构体比较固定，且结构体较为复杂的对象与XML互转场景，越是复杂的XML结构体，在性能的获益上体现的越是明显。但是从测试的结果来看，与其他三种技术方案相比性能稍有落后。特别是在相同的测试场景下，通过XML序列化出来的字节数为11M左右，是MM2的4倍，可想而知在网络的传输上会有一定的影响，这主要是因为XML是一个文本协议，并且其使用标签来严格约束数据格式，而标签就成为字节数增大的罪魁祸首。

 

    JAVA序列化，java序列化在测试中性能比XML好，其优点就是编码量及其少，对于POJO对象也是完成不需要改造，只需要实现java.io.Serializatioin接口即可完成序列化，而序列化的细节完全被jdk封装的很好，对于代码高内聚、低耦合的结构具有良好的作用。但是其缺点也是致命的，只能在java和java的系统交互场景下使用，而且也只能作为内部传输机制来使用，不适合传输到网络上，对外提供接口，其序列化的性能也是最差的一个。

序列化内存使用曲线图

 

序列化时间曲线图

 

反序列化内存使用曲线图

 

反序列化时间曲线图