Go JSON 编码：结构体使用指针为何比使用拷贝更慢？

本文探讨了在 Go 语言中使用 `encoding/json` 包进行 JSON 编码时，结构体成员使用指针类型反而比使用值类型更慢的现象。通过基准测试代码，我们分析了这种性能差异的原因，并解释了指针解引用带来的额外开销。结论表明，对于简单的结构体，使用值类型可以获得更好的性能。

在 Go 语言中使用 encoding/json 包进行 JSON 序列化时，一个常见的疑问是：结构体成员使用指针类型和值类型，哪种方式性能更好？ 直觉上，使用指针可以避免数据拷贝，从而提高性能。然而，实际测试结果表明，在某些情况下，使用指针反而会降低性能。本文将深入探讨这个问题，并解释其中的原因。

基准测试代码

为了验证上述现象，我们使用以下基准测试代码：

package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
    "testing"
)

type Coll1 struct {
    A string
    B string
    C string
}

type Coll2 struct {
    A *string
    B *string
    C *string
}

var as = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"
var bs = "bbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb"
var cs = "ccccccccccccccccccccccccccccccccc"

func BenchmarkColl1(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        json.Marshal(Coll1{as, bs, cs})
    }
}

func BenchmarkColl2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        json.Marshal(Coll2{&as, &bs, &cs})
    }
}

func main() {
    fmt.Println(testing.Benchmark(BenchmarkColl1))
    fmt.Println(testing.Benchmark(BenchmarkColl2))
}

这段代码定义了两个结构体 Coll1 和 Coll2。 Coll1 的成员是字符串类型，而 Coll2 的成员是指向字符串的指针类型。 基准测试 BenchmarkColl1 和 BenchmarkColl2 分别对这两个结构体进行 JSON 编码，并测量其性能。

测试结果分析

通过运行上述基准测试代码，我们通常会观察到 BenchmarkColl1 (使用值类型) 的性能优于 BenchmarkColl2 (使用指针类型)。 为什么会这样呢？

原因在于，encoding/json 包在处理指针类型时，需要进行额外的指针解引用操作。 具体来说，当 json.Marshal 遇到指针时，它需要先获取指针指向的实际值，然后才能进行编码。 这个解引用操作会带来额外的开销。

此外，Go 语言的反射机制在处理指针时也会增加额外的负担。encoding/json 内部使用了反射来动态地确定结构体的字段类型，并进行相应的编码操作。对于指针类型，反射需要额外处理指针的解引用，这也会降低性能。

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当字符串长度较短时，指针解引用的开销会更加明显。 随着字符串长度的增加，拷贝字符串的开销也会增加，指针解引用带来的相对开销会减少。

结论与建议

总而言之，虽然使用指针可以避免数据拷贝，但在使用 encoding/json 进行 JSON 编码时，指针解引用带来的额外开销可能会抵消掉拷贝带来的性能优势。

因此，在选择结构体成员类型时，需要权衡拷贝的开销和指针解引用的开销。 对于简单的结构体，建议使用值类型，因为它可以避免指针解引用带来的额外开销。只有在结构体包含大量数据，且拷贝开销非常大的情况下，才考虑使用指针类型。

总结：

• 对于小型结构体，使用值类型通常更快。
• 指针类型引入了额外的解引用开销。
• 使用基准测试来评估不同方案的性能。

通过理解这些原理，我们可以更好地利用 encoding/json 包，编写出更高效的 Go 代码。

以上就是Go JSON 编码：结构体使用指针为何比使用拷贝更慢？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！