FastJson是一個近幾年非常熱門的第三方j(luò)ava庫，它以它強大的功能和出色的性能表現(xiàn)而廣為人知。那么，究竟為何FastJson能做到如此fast呢？它有什么秘訣？或者說，它做了哪些優(yōu)化工作使得性能提升如此之多？本文從作者的理解出發(fā)，結(jié)合代碼詳細分析FastJson的性能優(yōu)化方法和優(yōu)秀的編程實踐。
FastJson簡介
首先來看看什么是FastJson。
引用自github [https://github.com/alibaba/fastjson]:
Fastjson is a Java library that can be used to? convert Java Objects into their JSON representation. It can also be used to? convert a JSON string to an equivalent Java object. Fastjson can work with? arbitrary Java objects including pre-existing objects that you do not have? source-code of.
簡單總結(jié)下就是：
1. Fastjson是一個java庫集合（server?side and android client）；
2. Fastjson可以將java對象和JSON字符串來回轉(zhuǎn)換；
? ? Ps. JSON(JavaScript?Object Notation, JavaScript對象表示法)是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式。
3. Fastjson可以操作任何java對象，即使是一些預(yù)先存在的沒有源碼的對象。
Fastjson用途
Fastjson可以將java對象和JSON字符串來回轉(zhuǎn)換，所以它能被用作：
1. 對象的序列化后存儲（memcache, redis等）、傳輸（web,?socket）；
2. 接收數(shù)據(jù)后對象的還原即反序列化。
Fastjson的牛掰之處
幾個主流json轉(zhuǎn)換工具的功能性能對比（摘自網(wǎng)絡(luò)）：
幾個常用序列化工具的處理速度對比（摘自網(wǎng)絡(luò)）：
從上面兩個表的對比數(shù)據(jù)來看，
1.fastjson性能表現(xiàn)最好，解析速度最快，而且功能已經(jīng)足夠強大，推薦使用；
2.轉(zhuǎn)換對象極其復(fù)雜情況下，可以考慮使用gson。
Fastjson提供什么功能/特性
以下幾點摘自github [https://github.com/alibaba/fastjson]
1. Provide best performance in serverside and android client.
? ? 提供服務(wù)器端、安卓客戶端兩種解析工具，性能表現(xiàn)業(yè)界最佳。
2. Provide simple toJSONString() andparseObject() methods to convert Java objects to JSON and vice-versa
? ? 簡單易用，調(diào)用toJSONString方法即可將對象轉(zhuǎn)換成json字符串，parseObject方法則反過來將json字符串轉(zhuǎn)換成對象。
3. Allow pre-existing unmodifiableobjects to be converted to and from JSON
? ? 允許轉(zhuǎn)換預(yù)先存在的無法修改的對象（只有class、無源代碼）。
4. Extensive support of Java Generics
? ? Java泛型的廣泛支持。
5. Allow custom representations forobjects
? ? 允許對象的自定義表示、允許自定義序列化類。
6. Support arbitrarily complexobjects (with deep inheritance hierarchies and extensive use of generic types)
? ? 支持任意復(fù)雜對象（具有深厚的繼承層次和廣泛使用的泛型類型）。
Fastjson的性能優(yōu)化
那么接下來，我們分析下為什么Fastjson能做到這么快。分序列化和反序列化兩個過程分析。
序列化
1. IdentityHashMap緩存各種序列化處理類，包括各種基本對象、集合對象、第三方對象、自定義對象，方便序列化處理類的快速查找、避免JavaBeanSerializer的反復(fù)創(chuàng)建。
2. 使用ThreadLocal來存儲序列化過程中不斷append的字符串，減少內(nèi)存分配和gc，從而提高性能。
3. 用類StringBuilder方式進行字符串操作，配合ThreadLocal實現(xiàn)線程安全的StringBuilder。
4. 缺省啟用sort field輸出，為deserialize優(yōu)化做準備。
具體為什么開啟了排序的輸出能夠提升對象還原（反序列化）的效率，請查閱下面反序列化的“快速匹配”。
5. 使用asm高效反射，fastjson-asm基于objectweb asm?3.3.1改造，只保留必要的部分，不到2000行代碼。具體代碼可參考：https://github.com/alibaba/fastjson/tree/master/src/main/java/com/alibaba/fastjson/asm
反序列化
1. IdentityHashMap緩存各種反序列化處理類，包括基本對象、集合對象、第三方對象、自定義對象，方便反序列化類的快速查找、避免JavaBeanDeserializer的反復(fù)創(chuàng)建。代碼與序列化的處理類緩存相似，具體請參考：https://github.com/alibaba/fastjson/blob/master/src/main/java/com/alibaba/fastjson/parser/ParserConfig.java
2. 讀取token基于預(yù)測。在反序列化一個json字符串時，下一個字符一般情況下是可以預(yù)估的。比如字符}之后最有可能出現(xiàn)的是“,”、“]”、“}”或者結(jié)束符，有計劃、有預(yù)測地判斷token將能提升不少性能。于是Fastjson在實現(xiàn)的時候?qū)懥诉@樣一個函數(shù)：
3. 快速匹配。在Fastjson反序列化過程中，有一個非常有用的效率改進方法是有序json的快速匹配。所謂有序json就是json字符串中的key是按照字符排序好了的。上面已經(jīng)說過，F(xiàn)astjson的序列化默認是按照key的順序進行的，因此做反序列化時候，F(xiàn)astjson采用一種優(yōu)化算法，就是假設(shè)key/value的內(nèi)容是有序的，讀取的時候只需要做key的匹配，而不需要把key從輸入中讀取出來。通過這個優(yōu)化，使得Fastjson在處理json文本的時候，少讀取超過50%的token，這個是一個十分關(guān)鍵的優(yōu)化算法。基于這個算法，使用asm實現(xiàn)，性能提升十分明顯，超過300％的性能提升。例：
{"id":123,"name":"testJson","salary":11}
在上面例子看，虛線標注的三個部分是key，如果key_id、key_name、key_salary這三個key是順序的，就可以做優(yōu)化處理，這三個key不需要被讀取出來，只需要比較就可以了。
這種算法分兩種模式，一種是快速模式，一種是常規(guī)模式。快速模式是假定key是順序的，能快速處理，如果發(fā)現(xiàn)不能夠快速處理，則退回常規(guī)模式。保證性能的同時，不會影響功能。在這個例子中，常規(guī)模式需要處理13個token，快速模式只需要處理6個token。實現(xiàn)代碼片段如下：
4. 使用asm高效反射
同上序列化的asm反射。
5. symbolTable算法緩存關(guān)鍵字，避免創(chuàng)建新的字符串對象。試想一下，假設(shè)一個json字符串中，有成千上萬個同樣的json對象的數(shù)組，那么在轉(zhuǎn)換過程中，如果不對這些json對象中的key做緩存，將會存在成千上萬個同樣的字符串對象（值相同），顯然這樣會浪費極大的內(nèi)存和性能。于是Fastjson寫了一個SymbolTable類來緩存這些臨時字符串符號變量。
最后
除了性能優(yōu)化之外，F(xiàn)astjson還有許多編程思想和實踐是值得我們?nèi)W(xué)習(xí)的，只要用心去研究和挖掘，必定能學(xué)到很多能夠?qū)W以致用東西。當(dāng)然，也只有認真去學(xué)習(xí)了并嘗試在平時項目開發(fā)過程中運用，才能夠真正提升自己的代碼水平。后期有機會再給大家分享下Fastjson在ASM高效反射和泛型支持上的獨具匠心之處，請大家拭目以待。J
