『練手』手寫一個獨立Json演算法 JsonHelper

来源:http://www.cnblogs.com/shuxiaolong/archive/2017/11/24/JsonHelper.html
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背景： > 一直使用 Newtonsoft.Json.dll 也算挺穩定的。 > 但這個框架也挺鬧心的： > 1、影響編譯失敗：https://www.cnblogs.com/zihuxinyu/archive/2013/05/06/3063181.html （我也經常遇到） > 2、WinCE版本 ...


背景：

> 一直使用 Newtonsoft.Json.dll 也算挺穩定的。

> 但這個框架也挺鬧心的：

> 1、影響編譯失敗：https://www.cnblogs.com/zihuxinyu/archive/2013/05/06/3063181.html （我也經常遇到）

> 2、WinCE版本（小眾用戶）太大：Newtonsoft.Json.Compact.dll 352kb 

> 3、自己寫一個微型框架，在通訊方面 要用到Json：一個 100k 的框架，引用一個 400k 的 Newtonsoft.Json.dll —— 總感覺 尾大不掉。

>4、不知道 目標類型，我只想將 Json反序列化成 List 和 Hash 的結構 —— 傳說中的 萬能結構，Newtonsoft.Json.dll 支持得不友好。

 

於是一咬牙，花 9個小時，手寫了一個 Json演算法：

> 基本支持 Newtonsoft.Json.dll 的 一切正反Json序列化：對象（字典）、集合、元數據。

> 可以將任意 Json 轉換成 List 和 Hash 的 組合結構。

> 性能只有 Newtonsoft.Json.dll 的 1/3 （超長Json反序列化， JsonHelper：10000次/秒，Newtonsoft.Json.dll 性能是 30000次/秒）。

> 性能我已經滿意了，源碼 和 性能截圖 如下。

 

性能測試截圖：

超長Json反序列化：

JsonHelper 性能為 10W次 12.7秒，Newtonsoft.Json.dll 性能為 10W次 3.7秒。

 

手寫一個嵌套實體 10W次 反序列化性能：

JsonHelper 性能為 10W次 7.8秒，Newtonsoft.Json.dll 性能為 10W次 1.3秒。

 

手寫一個嵌套實體 10W次 序列化：

JsonHelper 性能為 10W次 2.6秒，Newtonsoft.Json.dll 性能為 10W次 1.2秒。

 

 

JsonHelper 源碼：

   1 using System;
   2 using System.Collections;
   3 using System.Collections.Generic;
   4 using System.Collections.Specialized;
   5 using System.Globalization;
   6 using System.IO;
   7 using System.Linq;
   8 using System.Reflection;
   9 using System.Text;
  10 using System.Text.RegularExpressions;
  11 using Newtonsoft.Json.Linq;
  12 
  13 namespace InkFx.Utils
  14 {
  15     /// <summary>
  16     /// 不依賴 任何第三方JSON框架的 Json 輔助類
  17     /// </summary>
  18     public static class JsonHelper
  19     {
  20         #region  公 共 函 數
  21 
  22         /// <summary>
  23         /// 將指定對象轉換成 JSON
  24         /// </summary>
  25         public static string JsonSerialize(object data)
  26         {
  27             return JsonSerialize(data, false);
  28         }
  29         /// <summary>
  30         /// 將指定對象轉換成 JSON
  31         /// </summary>
  32         public static string JsonSerialize(object data, bool throwEeception)
  33         {
  34             if (data == null) return "null";
  35 
  36             try
  37             {
  38                 JsonObject obj = ObjectToJsonObject(data);
  39                 return obj == null ? "null" : obj.ToJson();
  40             }
  41             catch (Exception exp)
  42             {
  43                 if (throwEeception) throw;
  44                 else
  45                 {
  46                     string logMsg = "JsonHelper.JsonSerialize(object data) 序列化錯誤:" + exp;
  47                     Tools.LogError(logMsg, "Logs/Tools/ErrorLog/");
  48                     return null;
  49                 }
  50             }
  51         }
  52 
  53 
  54 
  55         /// <summary>
  56         /// 將JSON 轉換成 指定類型對象 
  57         /// </summary>
  58         public static T JsonDeserialize<T>(string json)
  59         {
  60             return JsonDeserialize<T>(json, false);
  61         }
  62         /// <summary>
  63         /// 將JSON 轉換成 指定類型對象 
  64         /// </summary>
  65         public static T JsonDeserialize<T>(string json, bool throwEeception)
  66         {
  67             if (IsNullOrWhiteSpace(json)) return default(T);
  68 
  69             try
  70             {
  71                 JsonObject obj = StringToJsonObject(json);
  72                 T result = JsonObjectToObject<T>(obj);
  73                 return (T)result;
  74             }
  75             catch (Exception exp)
  76             {
  77                 if (throwEeception) throw;
  78                 else
  79                 {
  80                     string logMsg = "JsonHelper.JsonDeserialize<T>(string json) 反序列化錯誤:" + exp;
  81                     Tools.LogError(logMsg, "Logs/Tools/ErrorLog/");
  82                     return default(T);
  83                 }
  84             }
  85         }
  86         /// <summary>
  87         /// 將JSON 轉換成 指定類型對象 
  88         /// </summary>
  89         public static object JsonDeserialize(string json, Type type)
  90         {
  91             return JsonDeserialize(json, type, false);
  92         }
  93         /// <summary>
  94         /// 將JSON 轉換成 指定類型對象 
  95         /// </summary>
  96         public static object JsonDeserialize(string json, Type type, bool throwEeception)
  97         {
  98             if (IsNullOrWhiteSpace(json)) return null;
  99 
 100             try
 101             {
 102                 JsonObject obj = StringToJsonObject(json);
 103                 object result = JsonObjectToObject(obj, type);
 104                 return result;
 105             }
 106             catch (Exception exp)
 107             {
 108                 if (throwEeception) throw;
 109                 else
 110                 {
 111                     string logMsg = "JsonHelper.JsonDeserialize(string json, Type type) 反序列化錯誤:" + exp;
 112                     Tools.LogError(logMsg, "Logs/Tools/ErrorLog/");
 113                     return null;
 114                 }
 115             }
 116         }
 117 
 118 
 119         /// <summary>
 120         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 JsonObject 表達一個 Json對象
 121         /// </summary>
 122         public static JsonObject JsonDeserializeObject(string json)
 123         {
 124             return JsonDeserializeObject(json, false);
 125         }
 126         /// <summary>
 127         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 JsonObject 表達一個 Json對象
 128         /// </summary>
 129         public static JsonObject JsonDeserializeObject(string json, bool throwEeception)
 130         {
 131             if (IsNullOrWhiteSpace(json)) return null;
 132 
 133             try
 134             {
 135                 JsonObject result = StringToJsonObject(json);
 136                 return result;
 137             }
 138             catch (Exception exp)
 139             {
 140                 if (throwEeception) throw;
 141                 else
 142                 {
 143                     string logMsg = "JsonHelper.JsonDeserializeObject(string json) 反序列化錯誤:" + exp;
 144                     Tools.LogError(logMsg, "Logs/Tools/ErrorLog/");
 145                     return null;
 146                 }
 147             }
 148         }
 149         /// <summary>
 150         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 字典、集合 表達一個 Json對象
 151         /// </summary>
 152         public static object JsonDeserializeHasnList(string json)
 153         {
 154             return JsonDeserializeHasnList<Hashtable>(json, false);
 155         }
 156         /// <summary>
 157         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 字典、集合 表達一個 Json對象
 158         /// </summary>
 159         public static object JsonDeserializeHasnList(string json, bool throwEeception)
 160         {
 161             return JsonDeserializeHasnList<Hashtable>(json, throwEeception);
 162         }
 163         /// <summary>
 164         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 字典、集合 表達一個 Json對象
 165         /// </summary>
 166         public static object JsonDeserializeHasnList<HashT>(string json) where HashT : IDictionary, new()
 167         {
 168             return JsonDeserializeHasnList<HashT>(json, false);
 169         }
 170         /// <summary>
 171         /// 在 未指定 Json 反序列化類型 的情況下, 用 字典、集合 表達一個 Json對象
 172         /// </summary>
 173         public static object JsonDeserializeHasnList<HashT>(string json, bool throwEeception) where HashT : IDictionary, new()
 174         {
 175             if (IsNullOrWhiteSpace(json)) return null;
 176 
 177             try
 178             {
 179                 JsonObject obj = StringToJsonObject(json);
 180                 object result = obj.ToHashList<HashT>();
 181                 return result;
 182             }
 183             catch (Exception exp)
 184             {
 185                 if (throwEeception) throw;
 186                 else
 187                 {
 188                     string logMsg = "JsonHelper.JsonDeserializeHasnList(string json) 反序列化錯誤:" + exp;
 189                     Tools.LogError(logMsg, "Logs/Tools/ErrorLog/");
 190                     return null;
 191                 }
 192             }
 193         }
 194 
 195 
 196         /// <summary>
 197         /// 將 JsonObject 實體 分析成 指定的類型
 198         /// </summary>
 199         public static T JsonObjectToObject<T>(JsonObject obj)
 200         {
 201             if (obj == null) return default(T);
 202             object result = JsonObjectToObject(obj, typeof (T));
 203             return (T)result;
 204         }
 205         /// <summary>
 206         /// 將 JsonObject 實體 分析成 指定的類型
 207         /// </summary>
 208         public static object JsonObjectToObject(JsonObject obj, Type type)
 209         {
 210             if (obj == null) return null;
 211             return obj.ToObject(type);
 212         }
 213 
 214 
 215         #endregion
 216 
 217 
 218         #region  私 有 函 數
 219 
 220         private static DateTime m_StampRoot = new DateTime(1970, 01, 01, 00, 00, 00, 00, DateTimeKind.Utc);
 221         private static readonly Regex m_RegNum = new Regex(@"\d+", RegexOptions.Compiled | RegexOptions.IgnoreCase);
 222 
 223         /// <summary>
 224         /// Json時間戳 轉 時間
 225         /// </summary>
 226         public static DateTime StampToDateTime(string timeStamp)
 227         {
 228             Match match = m_RegNum.Match(timeStamp);
 229             if (!match.Success) return m_StampRoot;
 230             long num = long.Parse(match.Value);
 231             return StampToDateTime(num);
 232         }
 233         /// <summary>
 234         /// Json時間戳 轉 時間
 235         /// </summary>
 236         public static DateTime StampToDateTime(long timeStamp)
 237         {
 238             return m_StampRoot.AddMilliseconds(timeStamp).ToLocalTime();
 239         }
 240         /// <summary>
 241         /// 時間 轉 Json時間戳
 242         /// </summary>
 243         public static long DateTimeToStamp(DateTime time)
 244         {
 245             return (long)(time.ToUniversalTime() - m_StampRoot).TotalMilliseconds;
 246         }
 247 
 248         private static bool IsNullOrWhiteSpace(string value)
 249         {
 250             if (value == null) return true;
 251             for (int i = 0; i < value.Length; i++)
 252                 if (!char.IsWhiteSpace(value[i]))
 253                     return false;
 254             return true;
 255         }
 256 
 257         #endregion
 258 
 259 
 260         #region  核 心 算 法
 261 
 262 
 263         private static JsonObject ObjectToJsonObject(object data)
 264         {
 265             if (data == null) return null;
 266 
 267             Type type = data.GetType();
 268 
 269             if (ReflectHelper.IsMetaType(type))
 270             {
 271                 return new JsonValue(data, false);
 272             }
 273             else if (data is IDictionary)
 274             {
 275                 JsonHash jsonHash = new JsonHash();
 276                 IDictionary hash = (IDictionary) data;
 277                 foreach (object key in hash.Keys)
 278                 {
 279                     object value = hash[key];
 280                     JsonObject jsonV = ObjectToJsonObject(value);
 281                     jsonHash[key.ToString()] = jsonV;
 282                 }
 283                 return jsonHash;
 284             }
 285             else if (data is IList)
 286             {
 287                 JsonList jsonList = new JsonList();
 288                 foreach (object item in (IList)data)
 289                 {
 290                     JsonObject jsonObj = ObjectToJsonObject(item);
 291                     if (jsonObj != null) jsonList.Add(jsonObj);
 292                 }
 293                 return jsonList;
 294             }
 295             else
 296             {
 297                 Hashtable hash = new Hashtable();
 298                 FieldInfo[] listField = type.GetFields();
 299                 PropertyInfo[] listProp = type.GetProperties();
 300                 foreach (FieldInfo field in listField)
 301                 {
 302                     object fieldObj = ReflectHelper.GetValue(data, field);
 303                     hash[field.Name] = fieldObj;
 304                 }
 305                 foreach (PropertyInfo prop in listProp)
 306                 {
 307                     object propObj = ReflectHelper.GetValue(data, prop);
 308                     hash[prop.Name] = propObj;
 309                 }
 310                 return ObjectToJsonObject(hash);
 311             }
 312         }
 313         private static JsonObject StringToJsonObject(string json)
 314         {
 315             List<JsonObject> queue = new List<JsonObject>();
 316             using (JsonReader reader = new JsonReader(json))
 317             {
 318                 while (!reader.IsEnd)
 319                 {
 320                     string item = reader.Read();
 321                     if (string.IsNullOrEmpty(item)) continue;
 322                     if (item.Length == 1)
 323                     {
 324                         char @char = item[0];
 325                         if (@char == ARRAY_BEGIN)
 326                         {
 327                             queue.Add(new JsonList());
 328                         }
 329                         else if (@char == OBJECT_BEGIN)
 330                         {
 331                             queue.Add(new JsonHash());
 332                         }
 333                         else if (@char == ITEM_SPLIT)
 334                         {
 335                             MergeLastJsonKeyValue(queue);
 336                         }
 337                         else if (@char == KV_SPLIT)
 338                         {
 339                             MergeLastJsonKeyValue(queue);
 340                             queue.Add(new JsonKeyValue());
 341                         }
 342                         else if (@char == ARRAY_END)
 343                         {
 344                             MergeLastJsonKeyValue(queue);
 345 
 346                             #region  搜索最近的一個數組開始
 347 
 348                             int index = queue.FindLastIndex(x => x.IsList);
 349                             JsonList array = (JsonList)queue[index];
 350                             for (int i = index + 1, count = queue.Count; i < count; i++) array.Add(queue[i]);
 351                             queue.RemoveRange(index + 1, queue.Count - index - 1);
 352 
 353                             #endregion
 354                         }
 355                         else if (@char == OBJECT_END)
 356                         {
 357                             MergeLastJsonKeyValue(queue);
 358 
 359                             #region  搜索最近的一個對象開始
 360 
 361                             int index = queue.FindLastIndex(x => x.IsHash);
 362                             JsonHash hash = (JsonHash)queue[index];
 363                             List<JsonObject> list = new List<JsonObject>();
 364                             for (int i = index + 1, count = queue.Count; i < count; i++) list.Add(queue[i]);
 365                             List<JsonObject> listKV = list.FindAll(x => (x is JsonKeyValue));
 366 
 367                             for (int i = 0, count = listKV.Count; i < count; i++)
 368                             {
 369                                 JsonKeyValue keyValue = (JsonKeyValue)listKV[i];
 370                                 hash.Hash[keyValue.Key.Value.ToString()] = keyValue.Value;
 371                             }
 372                             queue.RemoveRange(index + 1, queue.Count - index - 1);
 373 
 374                             #endregion
 375                         }
 376                     }
 377                     else
 378                     {
 379                         queue.Add(new JsonValue(item, true));
 380                     }
 381                 }
 382                 reader.Dispose();
 383             }
 384 
 385             int queueCount = queue.Count;
 386             if (queueCount == 1) return queue[0];
 387             if (queueCount >= 2)
 388             {
 389                 JsonList jsonList = new JsonList();
 390                 foreach (JsonObject item in queue) jsonList.Add(item);
 391                 return jsonList;
 392             }
 393 
 394             return null;
 395         }
 396         private static void MergeLastJsonKeyValue(List<JsonObject> queue)
 397         {
 398             if (queue == null || queue.Count <= 2) return;
 399             int count = queue.Count;
 400 
 401             if (queue[count - 2] is JsonKeyValue)
 402             {
 403                 //標準情況
 404                 JsonObject key = queue[count - 3];
 405                 if (!(key is JsonValue)) return;
 406                 JsonObject value = queue[count - 1];
 407                 JsonKeyValue keyValue = (JsonKeyValue)queue[count - 2];
 408                 keyValue.Key = (JsonValue)key;
 409                 keyValue.Value = value;
 410                 queue.RemoveAt(count - 1);
 411                 queue.RemoveAt(count - 3);
 412             }
 413             else if (queue[count - 1
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