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c# 在高并发下如何高效地序列化和反序列化JSON

幻夢星雲

幻夢星雲

发布时间:2026-01-01 08:56:03

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来源于php中文网

原创

System.Text.Json 是 .NET Core 3.0+ 推荐的高性能 JSON 库,应复用 static readonly JsonSerializerOptions、优先解析字节数组、禁用非必要特性,并用 JsonDocument 处理动态结构以降低 GC 压力。

c# 在高并发下如何高效地序列化和反序列化json

System.Text.Json 替代 Newtonsoft.Json

在 .NET Core 3.0+ 或 .NET 5+ 环境中,System.Text.Json 是默认推荐方案,它原生支持 Span、零分配反序列化(配合 JsonDocumentJsonElement),且无反射开销。而 Newtonsoft.Json 在高并发下容易因动态类型解析、字符串拼接和大量临时对象引发 GC 压力。

实操建议:

  • 升级到 .NET 6+,确保使用 System.Text.Json 的最新稳定版(如 8.x)
  • 避免在热路径中调用 JsonSerializer.Serialize(obj) 泛型重载以外的变体(例如 Serialize(object)),否则会触发运行时类型发现
  • 若需兼容旧版 .NET Framework,可保留 Newtonsoft.Json,但必须启用 JsonSerializerSettings.ConstructorHandling = ConstructorHandling.AllowNonPublicDefaultConstructor 并预热 JsonSerializer 实例

预热 JsonSerializerOptions 并复用实例

JsonSerializerOptions 构造和配置过程涉及反射缓存初始化、属性映射构建等操作,在高并发请求中反复 new 它会导致 CPU 和内存抖动。

实操建议:

  • JsonSerializerOptions 声明为 static readonly 字段,并在应用启动时一次性配置完成
  • 禁用不必要的特性:设 PropertyNameCaseInsensitive = false(除非真需要)、IncludeFields = falseDefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull
  • 如需自定义转换器(如 DateTime 格式),优先使用 JsonConverter 派生类而非 lambda 表达式,后者无法被缓存

JsonDocument.Parse + JsonElement 处理未知/动态结构

当反序列化目标类型不确定(如 API 网关、日志采集、泛型 webhook 接收器),直接绑定到强类型模型会触发完整对象构造,浪费资源;而 JsonDocument 提供只读、零分配的 DOM 解析能力。

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实操建议:

  • 对原始 JSON 字节数组(ReadOnlyMemory)直接调用 JsonDocument.Parse(buffer, options),避免先转成 string
  • root.GetProperty("data").EnumerateArray() 等方法按需提取字段,不构造中间对象
  • 注意:JsonDocument 必须显式 .Dispose(),建议用 using 语句块包裹,或在 ASP.NET Core 中配合 HttpContext.Request.BodyReader 流式解析

避免在反序列化中触发字符串解码/编码

常见错误是把 UTF-8 字节流先转成 string 再传给 JsonSerializer.Deserialize,这会强制做一次 UTF-8 → UTF-16 解码,产生额外内存拷贝和 GC 压力。

实操建议:

  • 始终优先使用 JsonSerializer.Deserialize(ReadOnlyMemory, options)DeserializeAsync(Stream, options)
  • ASP.NET Core 中,HttpRequest.BodyStream,可直接传入异步反序列化方法,无需读取全部内容到内存
  • 若必须处理 string 输入(如从 Redis 获取的 JSON 字符串),用 Encoding.UTF8.GetBytes(s) 转为字节数组后解析,比用 JsonSerializer.Deserialize(s) 更可控
var options = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNameCaseInsensitive = false,
    DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull,
    Converters = { new DateTimeConverter() }
};

// ✅ 正确:复用 options,直接解析字节流
var payload = Encoding.UTF8.GetBytes(jsonString);
var result = JsonSerializer.Deserialize(payload, options);

// ❌ 错误:隐式 string → UTF-16 → 再转 UTF-8,多一次编码转换
// var result = JsonSerializer.Deserialize(jsonString);
高并发下最易被忽略的是 JsonSerializerOptions 的生命周期管理——它不是线程安全的可变对象,但本身是不可变的;真正危险的是在每次请求中 new 它,或者误以为可以在线程间共享一个未配置完成的实例。只要选项固定、复用、不修改,就能稳住序列化路径的性能基线。

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