有效選擇七個關于Java的JSON開源類庫
April 4, 2014 By Constantin Marian Alin
翻譯：無若
（英語原文：http://www.developer.com/lang/jscript/top-7-open-source-json-binding-providers-available-today.html）
簡介
JSON是JavaScript Object Notation的縮寫，是一種輕量級的資料交換形式，是一種XML的替代方案，而且比XML更小，更快而且更易于解析。因為JSON描述對象的時候使用的是JavaScript文法，它是語言和平台獨立的，并且這些年許多JSON的解析器和類庫被開發出來。在這篇文章中，我們将會展示7種Java JSON類庫。基本上，我們将會試着把Java對象轉換JSON格式并且存儲到檔案，并且反向操作，讀JSON檔案轉換成一個對象。為了讓文章更有意義，我們将會測量每一種JSON類庫在不同情況下的處理速度。
（一）類庫介紹及其使用
（1）使用Jackson類庫
第一個介紹的是Jackson類庫，Jackson庫是一個“旨在為開發者提供更快，更正确，更輕量級，更符合人性思維” 的類庫。Jackson為處理JSON格式提供了三種模型的處理方法。
1、流式API或者增量解析/産生（ incremental parsing/generation）：讀寫JSON内容被作為離散的事件。
2、樹模型：提供一個可變記憶體樹表示JSON文檔。
3、資料綁定（Data binding）：實作JSON與POJO（簡單的Java對象（Plain Old Java Object））的轉換
我們感興趣的是Java對象與JSON的轉換，是以，我們将集中于第三種處理方法。首先我們需要下載下傳Jackson。Jackson的核心功能使用三個類庫，分别是jackson-core-2.3.1, jackson-databind-2.3.1和jackson-annotations-2.3.1; 三個類庫的下載下傳都來自于Maven倉庫，給出位址：
http://repo1.maven.org/maven2/com/fasterxml/jackson/
（譯者注：在http://repo1.maven.org/maven2/com/fasterxml/jackson/core/中，正好是三個類庫的檔案夾）
現在，讓我們來工作吧，為了從Java對象中獲得一個一個複雜的JSON對象，我們将會使用下面的類去構造一個對象。同樣的Java對象将會被用于這篇文章的所有的類庫中。
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對象轉換成JSON格式是下面這樣的。
{
"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.."
]
} 現在，讓我們來看看怎麼樣把Java對象轉換成JSON并且寫入檔案。Jackson使用一個ObjectMapper功能，我們第一步要做的是：
Json jsonObj = new Json();
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
然後，我們将會使用這個ObjectMapper直接寫入值到檔案。
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) {
}
現在，我們有了一個JSON檔案，但是，怎麼樣轉回Java對象呢？我們可以這樣做：
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) {
}
從上面的例子我們知道了JSON和Java對象的互相轉換，在try-catch中總共也就兩行，看起來不錯是吧，但是它快麼？我們将會在後面的文章中揭曉。
（2）使用 Google-Gson類庫
第二種就是 Google-Gson，我們立即開始讨論 Gson，你或許更喜歡他的全名Google-Gson。Gson能實作Java對象和JSON之間的互相轉換。甚至都不需要注釋。Gson的特點：
1）提供簡單的toJson()方法和fromJson()去實作互相轉換。
2）可以從JSON中轉換出之前存在的不可改變的對象。
3）擴充提供了Java泛型。
4）支援任意複雜的對象。
Gson就需要一個.jar檔案，gson-2.2.4.jar，可以通過http://code.google.com/p/google-gson/downloads/list下載下傳。下面是例子，把Java對象轉換成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轉換成Java對象：
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) {
}
上面就是我們所有需要做的，接下來我們可以對 jsonObj 作進一步處理。當調用JSON操作的時候，因為Gson的執行個體化對象沒有維持任何狀态，我們可以重複使用一個對象為多個JSON序列化和反序列化操作。
（3）使用JSON-lib類庫
JSON-lib類庫是基于Douglas Crockford的工作成果，能轉換bean，map，集合（collection），java數組和XML轉換成JSON并能反向轉換成beans和動态bean（DynaBean）。JSON-lib類庫的下載下傳位址：http://sourceforge.net/projects/json-lib/files/ 下面這些是依賴檔案
· 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
(譯者注：Douglas Crockford是Web開發領域最知名的技術權威之一，ECMA JavaScript2.0标準化委員會委員。被JavaScript之父Brendan Eich稱為JavaScript的大宗師（Yoda）。曾任Yahoo!資深JavaScript架構師，現任PayPal進階JavaScript架構師。他是JSON、JSLint、JSMin和ADSafe的創造者，也是名著《JavaScript: The Good Parts》（中文版《JavaScript語言精粹》）的作者。撰寫了許多廣為流傳、影響深遠的技術文章，包括“JavaScript:世界上最被誤解的語言”。Douglas Crockford曾在著名的Lucasfilm電影公司任技術總監；在Paramount（派拉蒙）公司任新媒體進階總監；communities社群創始人兼CEO；State軟體公司CTO。2012.05.14，Paypal宣布Douglas Crockford加入Paypal。)
同樣，讓我們來把Java對象轉成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轉Java對象
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) {
}
這裡有個問題，這些依賴關系會影響到性能嗎？文章在下面揭曉。
（4）使用Flexjson類庫
Flexjson是一個輕量級的庫，能序列化和反序列化Java對象和JSON，允許深層和淺層對象的拷貝。深度拷貝意味着一個被Flexjson序列化的對象，它能讓對象做到類似于延遲加載（lazy-loading）的技術，能讓我們在對對象有需要時才提取。當我們想把整個對象寫入到檔案時，這不是一個好的情況，但是它知道需要才去做時，這是很好的。
Flexjson下載下傳位址：http://sourceforge.net/projects/flexjson/files/ 它不需要其他庫就可以工作。下面是例子：Java對象轉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轉Java對象
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) {
}
簡單有效是吧！
（5）使用Json-io類庫
json-io有兩個主要的類，一個讀和一個寫，排除了使用ObjectInputStream和 ObjectOutputStream兩個類去讀寫。Json-io能序列化任意的Java對象圖（graph）轉變成JSON，并且能記憶完整的語義圖（graph semantics）和對象類型。下載下傳位址： Maven Central Repository
它不需要其他依賴。
例子：Java對象轉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轉Java對象
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) {
}
它的文檔上說，Json-io比JDK的ObjectInputStream 和ObjectOutputStream的序列化操作要快，我們将會在後面的文章中說明。
（6）使用Genson類庫
Genson是一個可擴充的，可伸縮的，易于使用的開源庫。除此之外，Genson完整支援了泛型，支援JSON在JAX-RS的實作，支援JAXB的注釋（annotation）和類型（types），并且允許序列化和反序列化擁有複雜關鍵字的map。
下載下傳位址：http://code.google.com/p/genson/downloads/list ，它沒有任何依賴。
例子：Java對象轉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) {
}
JSON轉Java對象
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類庫
最後一個讨論的是JSONiJ。JSONiJ是JSON的解析器，一個JPath和Marshaller的實作，能實作Java對象和JSON的互相轉換。下載下傳位址：https://bitbucket.org/jmarsden/jsonij/downloads
它不需要任何依賴。
例子：Java對象轉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) {
}
JSON轉Java 對象
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) {
}
看起來JSONiJ需要的代碼多些，性能怎麼樣，我們看下面。
（二）基準測試
現在我們要來看看性能了，測試硬體配置：Intel Core i5 laptop with 2.50GHz 單通道DDR3 RAM 4G，軟體配置：Windows 7 Ultimate 64-bit SP1
基準測試運作一樣的虛拟機（JVM），在測試之前，每一個類庫都有一個熱身，去限制記憶體使用的造成的影響，用一個顯式調用垃圾收集器。下面的圖表代表的是序列化和反序列化JSON資料以毫秒級使用50次疊代和10次熱身（warm-up）疊代的平均的時間。
（譯者注：紅色為序列化（Java對象轉JSON），藍色為反序列化（JSON轉Java對象））
上面的圖表顯示，Flexjson序列化小資料時是最快的，而JSON-lib是最慢的。反序列化的時候，Gson最快，JSON-lib還是最慢的。
下面的圖表代表的是我們的資料在287kb時，序列化和反序列化所花費的平均時間。
這張圖顯示，我們對少量的資料操作時，最快的是Gson ,之後的是 Genson和Flexjson。
當變成大資料時，結果變得很不一樣。在下面的圖表中，使用的是108Mb的資料，在序列化的時候，Jackson變成了最快的，Flexjson變成第二快。在反序列化的時候，JSON-lib變成了最快的，之前在處理小資料時，它是最慢的，第二快的是Jackson。
下面的圖表，顯示的是處理更大一點的資料時，我們應該使用Jackson和JSON-lib。
另外一個重要的測試是關于.jar包的大小。這對于移動端的開發很重要，我們從下圖中看到，json-io最小，之後依次是Flexjson和JSONiJ:
（三）結論
在這篇文章中，我們知道了七種方式來實作Java對象和JSON之間的互相轉換。以及哪一個類庫更快，哪一個更慢，在什麼情況下使用等。作為結論，如果你在你的應用中是想使用小一點的資料量，你應該使用Flexjson或者Gson，如果你需要大的資料量你應該考慮Jackson 和JSON-lib。