通過(guò)Java來(lái)測(cè)試JSON和Protocol Buffer的傳輸文件大小
JSON相信大家都知道是什么東西，如果不知道，那可就真的OUT了，GOOGLE一下去。這里就不介紹啥的了。
Protobuffer大家估計(jì)就很少聽(tīng)說(shuō)了，但如果說(shuō)到是GOOGLE搞的，相信大家都會(huì)有興趣去試一下，畢竟GOOGLE出口，多屬精品。
Protobuffer是一個(gè)類(lèi)似JSON的一個(gè)傳輸協(xié)議，其實(shí)也不能說(shuō)是協(xié)議，只是一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臇|西罷了。
那它跟JSON有什么區(qū)別呢？
跨語(yǔ)言，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它自帶了一個(gè)編譯器，protoc，只需要用它進(jìn)行編譯，可以編譯成JAVA、python、C++代碼，暫時(shí)只有這三個(gè)，其他就暫時(shí)不要想了，然后就可以直接使用，不需要再寫(xiě)任何其他代碼。連解析的那些都已經(jīng)自帶有的。JSON當(dāng)然也是跨語(yǔ)言的，但這個(gè)跨語(yǔ)言是建立在編寫(xiě)代碼的基礎(chǔ)上。
如果想再深入了解的，可以去看看：
https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview
好了，廢話不多說(shuō)，我們直接來(lái)看看，為什么我們需要對(duì)比protobuffer（下面簡(jiǎn)稱(chēng)GPB）和JSON。
1、JSON因?yàn)橛幸欢ǖ母袷剑⑶沂且宰址嬖诘?，在?shù)據(jù)量上還有可以壓縮的空間。而GPB上大數(shù)據(jù)量時(shí)，空間比JSON小很多，等一下的例子我們可以看到。
2、JSON各個(gè)庫(kù)之間的效率相差比較大，jackson庫(kù)和GSON就大概有5-10的差距（這個(gè)只做過(guò)一次測(cè)試，如有誤，請(qǐng)大家輕拍）。而GPB只需要一個(gè)，沒(méi)有所謂的多個(gè)庫(kù)的區(qū)別。當(dāng)然這個(gè)點(diǎn)只是弄出來(lái)湊數(shù)的，可以忽略不計(jì)哈。
Talk is cheap,Just show me the code。
在程序界，代碼永遠(yuǎn)是王道，下面就直接來(lái)代碼吧。
上代碼前，大家要先下載protobuffer，在這里：
https://github.com/google/protobuf
1、首先，GPB是需要有一個(gè)類(lèi)似類(lèi)定義的文件，叫proto文件 。
我們以學(xué)生和老師的例子來(lái)進(jìn)行一個(gè)例子：
我們有以下兩個(gè)文件：student.proto
option java_package = "com.shun";
option java_outer_classname = "StudentProto";
message Student {
required int32 id = 1;
optional string name = 2;
optional int32 age = 3;
}</span>
teacher.proto
import "student.proto";
option java_package = "com.shun";
option java_outer_classname = "TeacherProto";
message Teacher {
required int32 id = 1;
optional string name = 2;
repeated Student student_list = 3;
}</span>
這里我們遇到了一些比較奇怪的東西：
import,int32,repated,required,optional,option等
一個(gè)個(gè)來(lái)吧：
1）import表示引入其他的proto文件
2）required,optional表示字段是否可選，這個(gè)決定了該字段有無(wú)值的情況下protobuffer會(huì)進(jìn)行什么處理。如果標(biāo)志了required，但當(dāng)處理時(shí)，該字段沒(méi)有進(jìn)行傳值，則會(huì)報(bào)錯(cuò);如果標(biāo)志了optional，不傳值則不會(huì)有什么問(wèn)題。
3）repeated相信應(yīng)該都看得懂了，就是是否重復(fù)，跟JAVA里面的list類(lèi)似
4）message就是相當(dāng)于class了
5）option表示選項(xiàng)，其中的java_package表示包名，即生成JAVA代碼時(shí)使用的包名，java_outer_classname即為類(lèi)名，注意這個(gè)類(lèi)名不能跟下面的message中的類(lèi)名相同。
至于還有其他的選項(xiàng)和相關(guān)類(lèi)型的，請(qǐng)參觀官方文檔。
2、有了這幾個(gè)文件，我們能怎么樣呢？
記得上面下載的編譯器了吧，解壓出來(lái)，我們得到一個(gè)protoc.exe，這當(dāng)然是windows下的，我沒(méi)弄其他系統(tǒng)的，有興趣的同學(xué)去折騰下羅。
加到path（加不加可以隨便，只是方不方便而已），然后就可以通過(guò)上面的文件生成我們需要的類(lèi)文件了。
protoc --java_out=存放源代碼的路徑 --proto_path=proto文件的路徑 proto具體文件
--proto_path指定的是proto文件的文件夾路徑，并不是單個(gè)文件，主要是為了import文件查找使用的，可以省略
如我需要把源代碼放在D:\protobufferVsJson\src，而我的proto文件存放在D:\protoFiles
那么我的編譯命令就是：
protoc --java_out=D:\protobufferVsJson\src D:\protoFiles\teacher.proto D:\protoFiles\student.proto
注意，這里最后的文件，我們需要指定需要編譯的所有文件
編譯后可以看到生成的文件。
代碼就不貼出來(lái)了，太多了。大家可以私下看看，代碼里面有一大堆Builder，相信一看就知道是建造者模式了。
這時(shí)可以把代碼貼到你的項(xiàng)目中了，當(dāng)然，錯(cuò)誤一堆了。
記得我們前面下載的源代碼嗎？解壓它吧，不要手軟。然后找到src/main/java/復(fù)制其中的一堆到你的項(xiàng)目，當(dāng)然，你也可以ant或者maven編譯，但這兩個(gè)東西我都不熟，就不獻(xiàn)丑了，我還是習(xí)慣直接復(fù)制到項(xiàng)目中。
代碼出錯(cuò)，哈哈，正常。不知道為何，GOOGLE非要留下這么個(gè)坑給我們。
翻回到protobuffer目錄下的\java看到有個(gè)readme.txt了吧，找到一句：
看來(lái)看去，感覺(jué)這個(gè)代碼會(huì)有點(diǎn)奇怪的，好像錯(cuò)錯(cuò)的感覺(jué)，反正我是沒(méi)按那個(gè)執(zhí)行，我的命令是:
<span style="font-size: 16px;">protoc --java_out=還是上面的放代碼的地方 proto文件的路徑（這里是descriptor.proto文件的路徑）</span>
執(zhí)行后，我們可以看到代碼中的錯(cuò)誤木有了。
3、接下來(lái)當(dāng)然就是測(cè)試了。
我們先進(jìn)行GPB寫(xiě)入測(cè)試：
package com.shun.test;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.shun.StudentProto.Student;
import com.shun.TeacherProto.Teacher;
public class ProtoWriteTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Student.Builder stuBuilder = Student.newBuilder();
stuBuilder.setAge(25);
stuBuilder.setId(11);
stuBuilder.setName("shun");
//構(gòu)造List
List<Student> stuBuilderList = new ArrayList<Student>();
stuBuilderList.add(stuBuilder.build());
Teacher.Builder teaBuilder = Teacher.newBuilder();
teaBuilder.setId(1);
teaBuilder.setName("testTea");
teaBuilder.addAllStudentList(stuBuilderList);
//把gpb寫(xiě)入到文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\shun\\Desktop\\test\\test.protoout");
teaBuilder.build().writeTo(fos);
fos.close();
}
}</span>
我們?nèi)タ纯次募?，如無(wú)意外，應(yīng)該是生成了的。
生成了之后，我們肯定要讀回它的。
package com.shun.test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import com.shun.StudentProto.Student;
import com.shun.TeacherProto.Teacher;
public class ProtoReadTest {
public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException, IOException {
Teacher teacher = Teacher.parseFrom(new FileInputStream("C:\\Users\\shun\\Desktop\\test\\test.protoout"));
System.out.println("Teacher ID:" + teacher.getId() + ",Name:" + teacher.getName());
for (Student stu:teacher.getStudentListList()) {
System.out.println("Student ID:" + stu.getId() + ",Name:" + stu.getName() + ",Age:" + stu.getAge());
}
}
}</span>
代碼很簡(jiǎn)單，因?yàn)镚PB生成的代碼都幫我們完成了。
上面知道基本的用法了，我們重點(diǎn)來(lái)關(guān)注GPB跟JSON生成文件大小的區(qū)別，JSON的詳細(xì)代碼我這里就不貼了，之后會(huì)貼出示例，大家有興趣可以下載。
這里我們用Gson來(lái)解析JSON，下面只給出對(duì)象轉(zhuǎn)換成JSON后寫(xiě)出文件的代碼：
兩個(gè)類(lèi)Student和Teacher的基本定義就不弄了，大家隨意就行，代碼如下：
package com.shun.test;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.google.gson.Gson;
import com.shun.Student;
import com.shun.Teacher;
public class GsonWriteTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Student stu = new Student();
stu.setAge(25);
stu.setId(22);
stu.setName("shun");
List<Student> stuList = new ArrayList<Student>();
stuList.add(stu);
Teacher teacher = new Teacher();
teacher.setId(22);
teacher.setName("shun");
teacher.setStuList(stuList);
String result = new Gson().toJson(teacher);
FileWriter fw = new FileWriter("C:\\Users\\shun\\Desktop\\test\\json");
fw.write(result);
fw.close();
}
}</span>
接下來(lái)正式進(jìn)入我們的真正測(cè)試代碼了，前面我們只是在列表中放入一個(gè)對(duì)象，接下來(lái)，我們依次測(cè)試100,1000,10000,100000,1000000,5000000這幾個(gè)數(shù)量的GPB和JSON生成的文件大小。
改進(jìn)一下之前的GPB代碼，讓它生成不同數(shù)量的列表，再生成文件：
package com.shun.test;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.shun.StudentProto.Student;
import com.shun.TeacherProto.Teacher;
public class ProtoWriteTest {
public static final int SIZE = 100;
public static void main(String[] args) throws IOException {
//構(gòu)造List
List<Student> stuBuilderList = new ArrayList<Student>();
for (int i = 0; i < SIZE; i ++) {
Student.Builder stuBuilder = Student.newBuilder();
stuBuilder.setAge(25);
stuBuilder.setId(11);
stuBuilder.setName("shun");
stuBuilderList.add(stuBuilder.build());
}
Teacher.Builder teaBuilder = Teacher.newBuilder();
teaBuilder.setId(1);
teaBuilder.setName("testTea");
teaBuilder.addAllStudentList(stuBuilderList);
//把gpb寫(xiě)入到文件
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:\\Users\\shun\\Desktop\\test\\proto-" + SIZE);
teaBuilder.build().writeTo(fos);
fos.close();
}
}</span>
這里的SIZE依次改成我們上面據(jù)說(shuō)的測(cè)試數(shù)，可以得到如下：
然后我們?cè)倏纯碕SON的測(cè)試代碼：
package com.shun.test;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.google.gson.Gson;
import com.shun.Student;
import com.shun.Teacher;
public class GsonWriteTest {
public static final int SIZE = 100;
public static void main(String[] args) throws IOException {
List<Student> stuList = new ArrayList<Student>();
for (int i = 0; i < SIZE; i ++) {
Student stu = new Student();
stu.setAge(25);
stu.setId(22);
stu.setName("shun");
stuList.add(stu);
}
Teacher teacher = new Teacher();
teacher.setId(22);
teacher.setName("shun");
teacher.setStuList(stuList);
String result = new Gson().toJson(teacher);
FileWriter fw = new FileWriter("C:\\Users\\shun\\Desktop\\test\\json" + SIZE);
fw.write(result);
fw.close();
}
}</span>
同樣的方法修改SIZE，并作相應(yīng)的測(cè)試。
可以明顯得看到j(luò)son的文件大小跟GPB的文件大小在數(shù)據(jù)量慢慢大上去的時(shí)候就會(huì)有比較大的差別了，JSON明顯要大上許多。
上面的表應(yīng)該可以看得比較清楚了，在大數(shù)據(jù)的GPB是非常占優(yōu)勢(shì)的，但一般情況下客戶(hù)端和服務(wù)端并不會(huì)直接進(jìn)行這么大數(shù)據(jù)的交互，大數(shù)據(jù)主要發(fā)生在服務(wù)器端的傳輸上，如果你面對(duì)需求是每天需要把幾百M(fèi)的日志文件傳到另外一臺(tái)服務(wù)器，那么這里GPB可能就能幫你的大忙了。
說(shuō)是深度對(duì)比，其實(shí)主要對(duì)比的是大小方面，時(shí)間方面可比性不會(huì)太大，也沒(méi)相差太大。
文章中選擇的Gson解析器，有興趣的朋友可以選擇Jackson或者fastjson，又或者其他的，但生成的文件大小是一樣的，只是解析時(shí)間有區(qū)別。
相關(guān)文章
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了java使用正則抓取網(wǎng)頁(yè)郵箱的相關(guān)資料，感興趣的小伙伴們可以參考一下2016-05-05
基于Spring開(kāi)發(fā)之自定義標(biāo)簽及其解析
Spring框架是現(xiàn)在Java最流行的開(kāi)源框架之一，需要實(shí)現(xiàn)一些自定義的標(biāo)簽，主要是方便使用我們框架的人能夠快速、簡(jiǎn)單進(jìn)行配置，有興趣的可以了解一下。2017-04-04
Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)例：插入排序 Insertion Sort
這篇文章主要介紹了Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法實(shí)例：插入排序 Insertion Sort,本文直接給出實(shí)例代碼,代碼中包含詳細(xì)注釋,需要的朋友可以參考下2015-06-06
spring?data?jpa查詢(xún)一個(gè)實(shí)體類(lèi)的部分屬性方式
這篇文章主要介紹了spring?data?jpa查詢(xún)一個(gè)實(shí)體類(lèi)的部分屬性方式，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2022-02-02
這篇文章主要介紹了Java GC 機(jī)制與內(nèi)存分配策略詳解的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2017-02-02
Java中forward轉(zhuǎn)發(fā)與redirect重定向的區(qū)別
轉(zhuǎn)發(fā)和重定向都是常用的頁(yè)面跳轉(zhuǎn)方式,但在實(shí)現(xiàn)上有一些區(qū)別,本文主要介紹了Java中forward轉(zhuǎn)發(fā)與redirect重定向的區(qū)別,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下2023-11-11
MyBatis的每一個(gè)查詢(xún)映射的返回類(lèi)型都是ResultMap，當(dāng)我們提供返回類(lèi)型屬性是resultType時(shí)，MyBatis會(huì)自動(dòng)給我們把對(duì)應(yīng)值賦給resultType所指定對(duì)象的屬性，當(dāng)我們提供返回類(lèi)型是resultMap時(shí)，將數(shù)據(jù)庫(kù)中列數(shù)據(jù)復(fù)制到對(duì)象的相應(yīng)屬性上，可以用于復(fù)制查詢(xún)，兩者不能同時(shí)用2022-04-04
Spring實(shí)現(xiàn)類(lèi)私有方法的幾個(gè)問(wèn)題(親測(cè)通用解決方案)
現(xiàn)實(shí)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，可能需要對(duì)Spring的實(shí)現(xiàn)類(lèi)的私有方法進(jìn)行測(cè)試。本文給大家分享Spring實(shí)現(xiàn)類(lèi)私有方法面臨的幾個(gè)問(wèn)題及解決方案，感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧2021-06-06
IDEA插件開(kāi)發(fā)之環(huán)境搭建過(guò)程圖文詳解
這篇文章主要介紹了IDEA插件開(kāi)發(fā)之環(huán)境搭建過(guò)程，本文通過(guò)圖文并茂實(shí)例代碼相結(jié)合給大家介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下2020-05-05
Java線程的調(diào)度與優(yōu)先級(jí)詳解
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Java線程的調(diào)度與優(yōu)先級(jí)，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助2022-03-03