golang json性能分析详解

Golang JSON性能分析详解

在Golang中JSON是一种常用的数据格式，常用于前后端数据交互和数据存储。本文将详细介绍Golang中JSON的性能分析方法，并附上两个示例供参考。

性能分析方法

在Golang中，一般使用标准包中的encoding/json包进行JSON的编解码操作。性能分析可以通过testing包中的BenchMark功能实现。下面是一个示例：

import (
    "testing"
    "encoding/json"
)

type User struct {
    Name string `json:"name"`
    Age int `json:"age"`
}

func BenchmarkJson(b *testing.B) {
    user := User{
        Name: "Tom",
        Age: 18,
    }
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        jsonBytes, _ := json.Marshal(user)
        var user2 User
        json.Unmarshal(jsonBytes, &user2)
    }
}

在上面的示例中，我们定义了一个User类型，并使用json.Marshal进行编码，使用json.Unmarshal进行解码。在BenchmarkJson函数中，我们使用了testing包的BenchMark功能，并在循环中多次对JSON编解码进行操作。在性能分析时，我们可以通过以下命令进行：

go test -bench=. -run=none -benchmem

其中：

• -bench=.表示测试所有基准测试用例
• -run=none表示不运行其他测试
• -benchmem表示在测试报告中显示内存使用情况

示例一：JSON编解码性能比较

我们现在来对JSON编解码操作的性能进行比较。修改上面的示例代码，添加另外两种JSON编解码的方法。

方法一：使用easyjson包进行编解码，可优化JSON编解码的性能。

import "github.com/mailru/easyjson"

type User struct {
    Name string `json:"name"`
    Age int `json:"age"`
}
func (u User) MarshalJSON() (result []byte, err error) {return easyjson.Marshal(u) }
func (u User) UnmarshalJSON(data []byte) error {return easyjson.Unmarshal(data, &u) }

func BenchmarkJson(b *testing.B) {
    user := User{
        Name: "Tom",
        Age: 18,
    }
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        jsonBytes, _ := easyjson.Marshal(user)
        var user2 User
        easyjson.Unmarshal(jsonBytes, &user2)
    }
}

方法二：使用jsoniter包进行编解码，可大幅度提升JSON的编解码性能。

import "github.com/json-iterator/go"

type User struct {
    Name string `json:"name"`
    Age int `json:"age"`
}
func (u User) MarshalJSON() (result []byte, err error) {return jsoniter.Marshal(u)}
func (u *User) UnmarshalJSON(data []byte) error {return jsoniter.Unmarshal(data, &u)}

func BenchmarkJson(b *testing.B) {
    user := User{
        Name: "Tom",
        Age: 18,
    }
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        jsonBytes, _ := jsoniter.Marshal(user)
        var user2 User
        jsoniter.Unmarshal(jsonBytes, &user2)
    }
}

通过上述修改代码和对比测试，我们可以看到，easyjson对于JSON的编解码性能可以有所提升，而jsoniter则可以大幅度提升。

以上示例代码仅供参考，具体使用时需根据实际情况进行选择。

示例二：JSON编解码操作的内存使用分析

在上面的示例中，我们加入了-benchmem参数，可以在测试报告中查看内存使用情况。如果需要更加详细的内存分析，可以使用一些第三方工具，如go-torch、pprof等。

下面演示使用pprof进行内存使用分析的过程。首先，我们需要修改上面的示例代码，调用Golang的内存分析工具runtime.MemProfileRate。

import (
    "testing"
    "encoding/json"
    "runtime"
    "log"
    "os"
    "runtime/pprof"
)

type User struct {
    Name string `json:"name"`
    Age int `json:"age"`
}

func BenchmarkJson(b *testing.B) {
    user := User{
        Name: "Tom",
        Age: 18,
    }
    f, err := os.Create("cpu.prof")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    pprof.StartCPUProfile(f)
    defer pprof.StopCPUProfile()

    mem_f, err := os.Create("memory.prof")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    pprof.WriteHeapProfile(mem_f)
    defer mem_f.Close()

    runtime.MemProfileRate = 1

    for i := 0; i < b.N; i++ {
        jsonBytes, _ := json.Marshal(user)
        var user2 User
        json.Unmarshal(jsonBytes, &user2)
    }
}

可以看到，我们在循环中添加了记录CPU、内存使用情况的代码。在启动性能分析时，我们还需要传递一些参数。

go test -run=XXX -bench=BenchMarkJson -benchmem  -cpuprofile=cpu.prof -memprofile=memory.prof

其中：

• -run=XXX表示不执行其他测试用例
• -bench=BenchMarkJson表示只测试该Benchmark函数
• -benchmem表示开启内存使用情况报告
• -cpuprofile和-memprofile表示将CPU和内存使用情况写入指定的文件

运行命令后，我们可以得到两个文件：cpu.prof和memory.prof。然后，我们使用pprof对这两个文件进行分析。

go tool pprof ./cpu.prof

go tool pprof ./memory.prof

在命令行输入以上命令即可进入pprof的交互界面，可以利用内置命令来查询和查看分析结果。

总结

在本文中，我们学习了Golang中JSON的性能分析方法。同时，我们也给出了两个示例来说明如何通过不同的JSON编解码工具来提升性能。最后，我们还简要介绍了如何使用第三方工具进行详细的内存使用分析。