【Android Protobuf 序列化】Protobuf 性能测试 ( fastjson 序列化与反序列化 | gson 序列化与反序列化 | 三种序列化与反序列化性能对比 )

韩曙亮

发布于 2023-03-29 10:34:50

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发布于 2023-03-29 10:34:50

文章被收录于专栏：韩曙亮的移动开发专栏

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一、导入依赖库

在上一篇博客【Android Protobuf 序列化】Protobuf 使用 ( Protobuf 源码分析 | 创建 Protobuf 对象 ) 中 , 创建了 Protobuf 对象 , 本博客中将其序列化 , 保存到本地文件中 ;

导入 fastjson 与 gson 依赖库 , 即可使用两个 json 序列化与反序列化 API ;

    implementation 'com.google.code.gson:gson:2.8.2'
    implementation 'com.alibaba:fastjson:1.1.67.android'

二、构造 JavaBean

参考 addressbook.proto 构造 JavaBean ,

// 指定 Protocol Buffers 语法版本
syntax = "proto2";

package tutorial;

option java_multiple_files = true;

// 生成 Java 源文件包名
option java_package = "com.example.tutorial.protos";
// 生成 Java 源文件类名
option java_outer_classname = "AddressBookProtos";

// message 相当于 Java 中的 class
// 编译出的源文件就是 class Person{}
message Person {

  // String 类型的字段
  // 字段前有 optional 和 required 修饰
  optional string name = 1;
  // int 整型 , 32 位
  optional int32 id = 2;
  optional string email = 3;

  // 枚举
  enum PhoneType {
    MOBILE = 0;
    HOME = 1;
    WORK = 2;
  }

  message PhoneNumber {
    optional string number = 1;
    // 字段值是枚举类型, 默认是 HOME 类型
    optional PhoneType type = 2 [default = HOME];
  }

  // 表示重复的数据 , 即集合
  // 有多个 PhoneNumber phones 组成的集合
  repeated PhoneNumber phones = 4;
}

message AddressBook {
  repeated Person people = 1;
}

需要构造 AddressBook , Person , AddressBook

个 JavaBean , 构造结果如下 :

class PhoneNumber{
    enum class PhoneType{
        MOBILE,
        HOME,
        WORK;
    }
    var number: String = ""
    var type: PhoneType = PhoneType.MOBILE

    constructor(number: String, type: PhoneType) {
        this.number = number
        this.type = type
    }
}

class Person{
    lateinit var name: String
    var id: Int = 0
    var email: String = ""
    var phones: MutableList<PhoneNumber> = mutableListOf()

    constructor(name: String, id: Int, email: String, phones: MutableList<PhoneNumber>) {
        this.name = name
        this.id = id
        this.email = email
        this.phones = phones
    }
}

class AddressBook{
    var persons: MutableList<Person> = mutableListOf()
}

三、fastjson 序列化与反序列化

使用 fastjson 进行序列化与反序列化 :

        // 初始化 kim.hsl.protobuf.AddressBook 对象
        var addressBook: AddressBook = AddressBook()

        addressBook.persons = mutableListOf(
            Person("Tom", 0, "", mutableListOf(PhoneNumber("666", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE))),
            Person("Jerry", 1, "", mutableListOf(PhoneNumber("888", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE)))
        )


        // 测试 fastjson

        var fastjsonStart = System.currentTimeMillis()
        // fastjson 序列化 : 将 addressBook 转为 json 字符串
        var jsonString: String = JSON.toJSONString(addressBook)
        // 将字符串转为 Byte 数组
        var bytes = jsonString.toByteArray()

        Log.i(
            MainActivity.TAG, "fastjson 序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - fastjsonStart} ms , " +
                "序列化大小 ${bytes.size} 字节")

        fastjsonStart = System.currentTimeMillis()
        // 序列化操作
        JSON.parseObject(String(bytes), com.example.tutorial.protos.AddressBook::class.java)

        Log.i(MainActivity.TAG, "fastjson 反序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - fastjsonStart} ms")

执行结果 :

2021-04-27 22:51:02.539 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: fastjson 序列化耗时 21 ms , 序列化大小 169 字节
2021-04-27 22:51:02.568 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: fastjson 反序列化耗时 29 ms

四、gson 序列化与反序列化

使用 gson 进行序列化与反序列化 :

        // 初始化 kim.hsl.protobuf.AddressBook 对象
        var addressBook: AddressBook = AddressBook()

        addressBook.persons = mutableListOf(
            Person("Tom", 0, "", mutableListOf(PhoneNumber("666", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE))),
            Person("Jerry", 1, "", mutableListOf(PhoneNumber("888", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE)))
        )

        // 测试 gson

        var gsonStart = System.currentTimeMillis()
        // gson 序列化 : 将 addressBook 转为 json 字符串
        jsonString = Gson().toJson(addressBook)
        // 将字符串转为 Byte 数组
        bytes = jsonString.toByteArray()

        Log.i(
            MainActivity.TAG, "gson 序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - gsonStart} ms , " +
                "序列化大小 ${bytes.size} 字节")

        gsonStart = System.currentTimeMillis()
        Gson().fromJson(String(bytes), com.example.tutorial.protos.AddressBook::class.java)
        Log.i(MainActivity.TAG, "gson 反序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - gsonStart} ms")

执行结果 :

2021-04-27 22:51:02.597 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: gson 序列化耗时 29 ms , 序列化大小 169 字节
2021-04-27 22:51:02.609 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: gson 反序列化耗时 12 ms

五、完整代码

1、主界面代码

package kim.hsl.protobuf

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle
import android.util.Log
import com.alibaba.fastjson.JSON
import com.example.tutorial.protos.AddressBook
import com.example.tutorial.protos.Person
import com.google.gson.Gson

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    companion object{
        val TAG = "MainActivity"
    }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        // 测试 Protobuf 性能
        protobufTest()

        // 测试 Json 性能
        JsonTest().jsonTest()

    }

    fun protobufTest(){
        // 创建 Person.PhoneNumber.Builder 对象
        var phoneNumber1Builder: Person.PhoneNumber.Builder =
            Person.PhoneNumber.newBuilder().
            setNumber("666")

        // 创建 Person.Builder 对象
        var person1Builder: Person.Builder =
            Person.newBuilder().
            setName("Tom").
            setId(0).
            addPhones(phoneNumber1Builder)


        // 创建 Person.PhoneNumber.Builder 对象
        var phoneNumber2Builder: Person.PhoneNumber.Builder =
            Person.PhoneNumber.newBuilder().
            setNumber("888")

        // 创建 Person.Builder 对象
        var person2Builder: Person.Builder =
            Person.newBuilder().
            setName("Jerry").
            setId(1).
            addPhones(phoneNumber2Builder)


        // 使用 newBuilder 方法创建 AddressBook.Builder 对象
        var addressBookBuilder: AddressBook.Builder =
            AddressBook.newBuilder().
            addPeople(person1Builder).
            addPeople(person2Builder)

        // 将上述各个 Builder 拼装完毕后 , 最后调用 build
        // 即可得到最终对象
        var addressBook: AddressBook = addressBookBuilder.build()

        // 序列化操作
        var serializeStart = System.currentTimeMillis()

        // 将 addressBook 对象转为字节数组
        var bytes: ByteArray = addressBook.toByteArray()

        Log.i(TAG, "序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - serializeStart} ms , " +
                "序列化大小 ${bytes.size} 字节")


        // 反序列化操作
        var deserializeStart = System.currentTimeMillis()

        var deserializeAddressBook: AddressBook = AddressBook.parseFrom(bytes)

        Log.i(TAG, "反序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - deserializeStart} ms")
    }

}

2、JSON 测试代码

package kim.hsl.protobuf

import android.util.Log
import com.alibaba.fastjson.JSON
import com.google.gson.Gson

class JsonTest {

    fun jsonTest(){
        // json 测试

        // 初始化 kim.hsl.protobuf.AddressBook 对象
        var addressBook: AddressBook = AddressBook()

        addressBook.persons = mutableListOf(
            Person("Tom", 0, "", mutableListOf(PhoneNumber("666", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE))),
            Person("Jerry", 1, "", mutableListOf(PhoneNumber("888", PhoneNumber.PhoneType.MOBILE)))
        )


        // 测试 fastjson

        var fastjsonStart = System.currentTimeMillis()
        // fastjson 序列化 : 将 addressBook 转为 json 字符串
        var jsonString: String = JSON.toJSONString(addressBook)
        // 将字符串转为 Byte 数组
        var bytes = jsonString.toByteArray()

        Log.i(
            MainActivity.TAG, "fastjson 序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - fastjsonStart} ms , " +
                "序列化大小 ${bytes.size} 字节")

        fastjsonStart = System.currentTimeMillis()
        // 序列化操作
        JSON.parseObject(String(bytes), com.example.tutorial.protos.AddressBook::class.java)

        Log.i(MainActivity.TAG, "fastjson 反序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - fastjsonStart} ms")




        // 测试 gson

        var gsonStart = System.currentTimeMillis()
        // gson 序列化 : 将 addressBook 转为 json 字符串
        jsonString = Gson().toJson(addressBook)
        // 将字符串转为 Byte 数组
        bytes = jsonString.toByteArray()

        Log.i(
            MainActivity.TAG, "gson 序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - gsonStart} ms , " +
                "序列化大小 ${bytes.size} 字节")

        gsonStart = System.currentTimeMillis()
        Gson().fromJson(String(bytes), com.example.tutorial.protos.AddressBook::class.java)
        Log.i(MainActivity.TAG, "gson 反序列化耗时 ${System.currentTimeMillis() - gsonStart} ms")
    }

}

class PhoneNumber{
    enum class PhoneType{
        MOBILE,
        HOME,
        WORK;
    }
    var number: String = ""
    var type: PhoneType = PhoneType.MOBILE

    constructor(number: String, type: PhoneType) {
        this.number = number
        this.type = type
    }
}

class Person{
    lateinit var name: String
    var id: Int = 0
    var email: String = ""
    var phones: MutableList<PhoneNumber> = mutableListOf()

    constructor(name: String, id: Int, email: String, phones: MutableList<PhoneNumber>) {
        this.name = name
        this.id = id
        this.email = email
        this.phones = phones
    }
}

class AddressBook{
    var persons: MutableList<Person> = mutableListOf()
}

3、执行结果

执行结果 :

2021-04-27 22:51:02.513 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: 序列化耗时 4 ms , 序列化大小 34 字节
2021-04-27 22:51:02.515 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: 反序列化耗时 2 ms

2021-04-27 22:51:02.539 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: fastjson 序列化耗时 21 ms , 序列化大小 169 字节
2021-04-27 22:51:02.568 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: fastjson 反序列化耗时 29 ms

2021-04-27 22:51:02.597 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: gson 序列化耗时 29 ms , 序列化大小 169 字节
2021-04-27 22:51:02.609 16698-16698/kim.hsl.protobuf I/MainActivity: gson 反序列化耗时 12 ms