jsonCpp使用介绍和优化

JsonCpp简介

• JsonCpp主要包含三种类型的class:Value Reader Writer。
• jsoncpp中所有对象、类名都在namespace json中，包含json.h即可。

注意: Json::Value只能处理ANSI类型的字符串，如果C++程序使用Unicode编码的，最好加一个Adapt类来适配。

简单解析例子：

数据格式为：

{
　  　  "status":"ok",
　　    "data":
　　    {
  　　        "id":"18135798",
　　          "name":"\u6b27\u9ea6\u560e\u5730",
          　　"avatar":"http:\/\/u1.qhimg.com\/qhimg\/quc\/48_48\/22\/02\/55\/220255dq9816.3eceac.jpg?f=6c449fbaaa093e52b4053e46170af079",
          　　"sex":"\u672a\u77e5",
          　　"area":"",
          　　"nick":"",
              "access_token":"49395625948d4d6f253203e8aa8f3316150290e9d57be59b2",	   
              "refresh_token":"493956259454b771dba785feeafb01221858440f4c811b5ad"
   　　 },
　  　  "common":
       {
             "channel":"000023",
             "user_sdk":"360",
             "uid":"18135798"
             "server_id":""
       },
　   　"ext":""
　 }

//解析json
	int32_t index = reponse_data.find("{");
	if(-1 != index) {
		string in_data = reponse_data.substr(index,reponse_data.size()-index);
		Json::Reader reader;
		Json::Value value;
		if(reader.parse(in_data,value)) {
			if(value["status"].asString() == "ok") {	
				if(!value["data"].isNull()) {	
					Json::Value data = value["data"];

					if (!data["nickname"].isNull()) {
						const char *name = data["nickname"].asCString();
						memcpy(plat_user->nick_name_, name, strlen(name));
					}

					if (!data["token"].isNull()) {
						const char *token = data["token"].asCString();
						memcpy(s_data->token, token, strlen(token));
						s_data->token[32] = '\0';
					}
				}

				if(!value["common"].isNull()) {		
					Json::Value data = value["common"];
					if (!data["channel"].isNull()) {
						const char *channel = data["channel"].asCString();
						memcpy(s_data->plat, channel, strlen(channel));
					}

					if (!data["uid"].isNull()) {
						const char *uid = data["uid"].asCString();
						memcpy(plat_user->user_id_, uid, strlen(uid));
					}
				}

				return 0;
			} else {
				return -1;		
			}
		}
	}

下载和编译

本文运行环境是: Redhat 5.5 + g++version 4.6.1 + GNU Make 3.81 + jsoncpp-0.5.0

下载地址是: http://sourceforge.net/projects/jsoncpp/

解压之后得到jsoncpp-src-0.5.0文件夹，我们只需要jsoncpp的头文件和cpp文件，其中jsonscpp的头文件位于jsoncpp-src-0.5.0\include\json,jsoncpp的cpp文件位于jsoncpp-src-0.5.0\src\lib_json。

这里我列出我们的工作目录:

jsoncpp/           //工作目录
|-- include        //头文件根目录
| 　|-- json       //json头文件，对应jsoncpp-src-0.5.0\include\json
|-- src            //cpp源码文件根目录
　　|-- json       //jsoncpp源码文件，对应jsoncpp-src-0.5.0\src\lib_json
　　|-- main.cpp   //我们的主函数，调用jsoncpp的示例代码  

|-- makefile       //makefile，不用我们多说了吧，不懂请看我博客的makefile最佳实践

反序列化Json对象

假设有一个json对象如下:

{
    "name": "json″,
    "array": [
        {
            "cpp": "jsoncpp"
        },
        {
            "java": "jsoninjava"
        },
        {
            "php": "support"
        }
    ]
}

我们要实现这个json的反序列化代码如下:

void readJson() {
    using namespace std;
    std::string strValue = "{\"name\":\"json\",\"array\":[{\"cpp\":\"jsoncpp\"},{\"java\":\"jsoninjava\"},{\"php\":\"support\"}]}";

    Json::Reader reader;
    Json::Value value;

    if (reader.parse(strValue, value))
    {   
        std::string out = value["name"].asString();
        std::cout << out << std::endl;
        const Json::Value arrayObj = value["array"];
        for (unsigned int i = 0; i < arrayObj.size(); i++)
        {   
            if (!arrayObj[i].isMember("cpp")) 
                continue;
            out = arrayObj[i]["cpp"].asString();
            std::cout << out;
            if (i != (arrayObj.size() - 1)) 
                std::cout << std::endl;
        }   
    }   
}

序列化Json对象

void writeJson() {
    using namespace std;

    Json::Value root;
    Json::Value arrayObj;
    Json::Value item;

    item["cpp"] = "jsoncpp";
    item["java"] = "jsoninjava";
    item["php"] = "support";
    arrayObj.append(item);

    root["name"] = "json";
    root["array"] = arrayObj;

    root.toStyledString();
    std::string out = root.toStyledString();
    std::cout << out << std::endl;
}

JsonCpp使用优化

最近一个项目在使用JsonCpp，JsonCpp简洁易用的接口让人印象深刻。但是在实际使用过程中，我发现JsonCpp的性能却不尽如人意，所以想着方法优化下性能。

代码理解

1、JsonCpp中一切都是Value，Value用union指向自己保存的数据。Value的类型分为两种，一种是容器类型，比如arrayValue和objectValue。二者都是用map保存数据，只是arrayValue的key为数字而已。另外一种是基本类型，比如字符串，整型数字等等。

2、解释JSON数据时，JsonCpp在operator[]函数开销比较大。JsonCpp内部使用std::map，map在查找性能上不如hash_map，但是将map替换成hash_map有一定的困难，因为map的key为CZString，而这个类又是Value的内部类，导致不能定义hash_map需要的hash结构体。

本来想尝试下internal map，结果开启JSON_VALUE_USE_INTERNAL_MAP这个宏之后，根本通不过编译，因为value.h中有一处uion声明里面居然放的是结构体，不知道什么编译器支持这种语法。

基准测试程序

#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <json/json.h>
 
using namespace std;
 
int64_t getCurrentTime()
{
    struct timeval tval;
    gettimeofday(&tval, NULL);
    return (tval.tv_sec * 1000000LL + tval.tv_usec);
}
 
char * str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
 
void test1()
{
    int doc_count = 40;
    int outer_field_count = 80;
 
    Json::Value common_info;
 
    int64_t start_time = getCurrentTime();
 
    for(size_t i=0; i<doc_count; ++i)
    {
        Json::Value auc_info;
        for( size_t j=0 ; j<outer_field_count; ++j )
        {
            auc_info.append(str);
        }
        common_info.append(auc_info);
    }
 
    int64_t end_time = getCurrentTime();
 
    cout << "append time: " << end_time - start_time << endl;
}
 
void test2()
{
    int doc_count = 40;
    int outer_field_count = 80;
 
    Json::Value common_info;
 
    int64_t start_time = getCurrentTime();
 
    Json::Value auc_info;
 
    for(size_t i=0; i<doc_count; ++i)
    {
        for( size_t j=0 ; j<outer_field_count; ++j )
        {
            auc_info[j] = str;
        }
        common_info.append(auc_info);
    }
 
    int64_t end_time = getCurrentTime();
 
    cout << "opt append time: " << end_time - start_time << endl;
}
 
void test3()
{
    int doc_count = 40;
    int outer_field_count = 80;
 
    Json::Value common_info;
 
    int64_t start_time = getCurrentTime();
 
    Json::Value auc_info;
 
    for(size_t i=0; i<doc_count; ++i)
    {
        for( size_t j=0 ; j<outer_field_count; ++j )
        {
            auc_info[j] = Json::StaticString(str);
        }
        common_info.append(auc_info);
    }
 
    int64_t end_time = getCurrentTime();
 
    cout << "StaticString time: " << end_time - start_time << endl;
}
 
int main(int argc, const char *argv[])
{
    test1();
    test2();
    test3();
     
    return 0;
}

编译优化

默认情况下，JsonCpp编译时并没有带优化参数，自己可以加上优化参数。Linux环境下在下面这段代码中的CCFLAGS加入”O2″。

elifplatform.startswith('linux-gcc'):
    env.Tool('default')
    env.Append( LIBS =['pthread'], CCFLAGS ="-Wall -fPIC O2" )
    env['SHARED_LIB_ENABLED']=True

可以看到使用O2优化比默认编译的版本性能提升一倍多。

append time: 4946
opt append time: 3326
StaticString time: 2750
 
append time: 1825
opt append time: 1082
StaticString time: 845

使用方法上的优化

测试代码中第三种方法比第一种方法效率提升了一倍多。第三种方法之所以效率更高，有两个原因。

1、首先是在循环中一直复用auc_info对象。第一个循环就能将auc_info的长度初始化为doc_count。通过下标的访问方法，一直复用数组中的元素。

2、如果key和value内存不会被释放，那么使用StaticString效率会更高，省去了构造CZString时拷贝的开销。

代码优化

因为在JsonCpp中一切都是Value，所以会有大量的隐性类型转换，要构造大量的Value对象。为了提高性能，可以在实现绕过这个机制，牺牲一致性。

因为Value最常用的类型是字符串，因此给Value增加一个setValue函数。

void Value::setValue(constStaticString& value )
{
   type_ = stringValue;
   allocated_ = false;
   value_.string_ = const_cast<char*>( value.c_str() );
}

再测试一下性能，可以发现性能较第三种方法还有提升。
append time: 1849
opt append time: 1067
StaticString time: 843
setValue time: 570

最后还有一个办法就是静态链接。JsonCpp库本身非常小，将其静态链接能稍微提升一点性能。下面是静态链接时基准测试程序的耗时情况。
append time: 1682
opt append time: 1011
StaticString time: 801
setValue time: 541

参考：

http://www.searchtb.com/2012/11/jsoncpp-optimization.html

http://outofmemory.cn/code-snippet/1546/c-usage-jsonCpp-process-json-data