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Go JSON 编码:结构体使用指针比使用拷贝更慢?

DDD
发布: 2025-10-13 09:53:34
原创
183人浏览过

go json 编码:结构体使用指针比使用拷贝更慢?

本文探讨了 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与使用拷贝类型在性能上的差异。通过基准测试,我们发现使用指针类型的结构体进行 JSON 编码通常比使用拷贝类型的结构体更慢。文章分析了这种现象的原因,并解释了指针的反射和解引用操作带来的额外开销。

在 Go 语言中,使用 encoding/json 包可以将结构体编码为 JSON 格式的字符串。通常情况下,我们认为使用指针可以避免数据拷贝,从而提高性能。然而,在 JSON 编码的场景下,结构体成员使用指针类型有时反而会降低性能。

性能测试示例

以下代码展示了一个简单的性能测试示例,对比了使用拷贝和使用指针两种方式对结构体进行 JSON 编码的性能:

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 testBM1(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        json.Marshal(Coll1{as, bs, cs})
    }
}

func testBM2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        json.Marshal(Coll2{&as, &bs, &cs})
    }
}

func main() {
    fmt.Println(testing.Benchmark(testBM1))
    fmt.Println(testing.Benchmark(testBM2))
}
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在这个示例中,Coll1 结构体使用字符串拷贝,而 Coll2 结构体使用字符串指针。运行基准测试后,通常会发现 testBM1 (使用拷贝) 的性能优于 testBM2 (使用指针)。

嵌入式结构体测试示例

以下代码展示了嵌入式结构体的性能测试示例,对比了使用拷贝和使用指针两种方式对结构体进行 JSON 编码的性能:

package main

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

type Coll1 struct {
    A, B, C string
}

type Coll1Outer struct {
    A, B, C Coll1
}

type Coll2Outer struct {
    A, B, C *Coll2
}

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

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

func testBM1(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        c := Coll1Outer{Coll1{as, bs, cs},
            Coll1{as, bs, cs},
            Coll1{as, bs, cs}}
        json.Marshal(c)
    }
}

func testBM2(b *testing.B) {
    for i := 0; i < b.N; i++ {
        c := Coll2Outer{&Coll2{&as, &bs, &cs},
            &Coll2{&as, &bs, &cs},
            &Coll2{&as, &bs, &cs}}
        json.Marshal(c)
    }
}

func main() {
    fmt.Println(testing.Benchmark(testBM1))
    fmt.Println(testing.Benchmark(testBM2))
}
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原因分析

这种现象的原因在于 encoding/json 包在处理指针时需要进行额外的反射和解引用操作。

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  1. 反射 (Reflection):encoding/json 包使用反射来动态地获取结构体的字段信息。当字段是指针类型时,需要通过反射来获取指针指向的值。
  2. 解引用 (Dereferencing):获取指针指向的值需要进行解引用操作。解引用操作会增加额外的 CPU 开销。

当结构体字段是指针类型时,encoding/json 包需要进行更多的反射和解引用操作,从而导致性能下降。

结论与建议

在 Go 语言中使用 encoding/json 包进行 JSON 编码时,应根据实际情况选择使用拷贝或指针。

  • 字符串较短时:使用拷贝通常性能更好,因为避免了指针的反射和解引用开销。
  • 字符串较长时:使用指针可能略有优势,但优势可能被反射和解引用开销抵消。

通常建议,除非有明确的性能瓶颈,否则优先使用拷贝,以简化代码并提高可读性。在性能敏感的场景下,可以通过基准测试来选择最优方案。此外,还可以考虑使用其他 JSON 库,例如 json-iterator,它们可能在性能上有所优化。

总结

虽然指针在某些情况下可以提高性能,但在 JSON 编码的场景下,由于反射和解引用操作的开销,结构体成员使用指针类型通常比使用拷贝类型更慢。在实际开发中,应根据具体情况选择合适的方案,并进行性能测试以验证效果。

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

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