简介
JSON是JavaScript 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7种Java 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JSON和Java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 Crockford是Web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JSON、JSLint、JSMin和ADSafe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CEO；State软件公司CTO。2012.05.14，Paypal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) {
}
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:\\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) {
}
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:\\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（JSON转Java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Jackson和JSON-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Flexjson和JSONiJ:
（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。