自从第一个Java版本开始,很多开发人员一直都在尝试让Java获得最少和C/C++一样的表现。JVM提供商尽他们最大的努力去实现一些新的JIT算法,但是还是有很多需要做的,特别是在我们使用Java的方法上。
例如,在对象<->文件序列化上就差距很大--尤其在读写内存对象上。我将就这个主题做一些解释和分享。
所有的测试都是在下面这个对象上执行的:
1
|
public
class
TestObject
implements
Serializable {
|
3
|
private
long
longVariable;
|
4
|
private
long
[] longArray;
|
5
|
private
String stringObject;
|
6
|
private
String secondStringObject;
|
为了简单起见,我将只贴出写入方法(尽管读取类似),完整的源码在我的GitHub上可以找到(http://github.com/jkubrynski/serialization-tests
)
最标准的java序列化(我们都是从这里学起的)是这样的:
01
|
public
void
testWriteBuffered(TestObject test, String fileName)
throws
IOException {
|
02
|
ObjectOutputStream objectOutputStream =
null
;
|
04
|
FileOutputStream fos =
new
FileOutputStream(fileName);
|
05
|
BufferedOutputStream bos =
new
BufferedOutputStream(fos);
|
06
|
objectOutputStream =
new
ObjectOutputStream(bos);
|
07
|
objectOutputStream.writeObject(test);
|
09
|
if
(objectOutputStream !=
null
) {
|
10
|
objectOutputStream.close();
|
提升标准序列化速度的最简单方法时使用RandomAccessFile对象:
01
|
public
void
testWriteBuffered(TestObject test, String fileName)
throws
IOException {
|
02
|
ObjectOutputStream objectOutputStream =
null
;
|
04
|
RandomAccessFile raf =
new
RandomAccessFile(fileName,
"rw"
);
|
05
|
FileOutputStream fos =
new
FileOutputStream(raf.getFD());
|
06
|
objectOutputStream =
new
ObjectOutputStream(fos);
|
07
|
objectOutputStream.writeObject(test);
|
09
|
if
(objectOutputStream !=
null
) {
|
10
|
objectOutputStream.close();
|
更高深点的技术是使用Kryo
框架,新旧版本的差距是很大的,我做过测试。因为性能比较上并没有体现出特别引人注意的差异,所以我将使用2.x版本,因为它对用户更友好而且更快些。
01
|
private
static
Kryo kryo =
new
Kryo();
|
03
|
public
void
testWriteBuffered(TestObject test, String fileName)
throws
IOException {
|
04
|
Output output =
null
;
|
06
|
RandomAccessFile raf =
new
RandomAccessFile(fileName,
"rw"
);
|
07
|
output =
new
Output(
new
FileOutputStream(raf.getFD()), MAX_BUFFER_SIZE);
|
08
|
kryo.writeObject(output, test);
|
10
|
if
(output !=
null
) {
|
最后一个方案是在Martin Thompson的文章中提到的(Native C/C++ Like Performance For Java Object Serialisation
),介绍了怎样在Java中像C++那样和内存打交道。
01
|
public
void
testWriteBuffered(TestObject test, String fileName)
throws
IOException {
|
02
|
RandomAccessFile raf =
null
;
|
04
|
MemoryBuffer memoryBuffer =
new
MemoryBuffer(MAX_BUFFER_SIZE);
|
05
|
raf =
new
RandomAccessFile(fileName,
"rw"
);
|
06
|
test.write(memoryBuffer);
|
07
|
raf.write(memoryBuffer.getBuffer());
|
08
|
}
catch
(IOException e) {
|
TestObject写入方法如下:
01
|
public
void
write(MemoryBuffer unsafeBuffer) {
|
02
|
unsafeBuffer.putLong(longVariable);
|
03
|
unsafeBuffer.putLongArray(longArray);
|
05
|
boolean
objectExists = stringObject !=
null
;
|
06
|
unsafeBuffer.putBoolean(objectExists);
|
08
|
unsafeBuffer.putCharArray(stringObject.toCharArray());
|
10
|
objectExists = secondStringObject !=
null
;
|
11
|
unsafeBuffer.putBoolean(objectExists);
|
13
|
unsafeBuffer.putCharArray(secondStringObject.toCharArray());
|
直接内存缓冲区类(已简化了的,仅仅为了展示这个思想)
01
|
public
class
MemoryBuffer {
|
03
|
public
static
final
Unsafe unsafe = UnsafeUtil.getUnsafe();
|
05
|
private
final
byte
[] buffer;
|
07
|
private
static
final
long
byteArrayOffset = unsafe.arrayBaseOffset(
byte
[].
class
);
|
08
|
private
static
final
long
longArrayOffset = unsafe.arrayBaseOffset(
long
[].
class
);
|
几个小时的Caliper
测试结果如下:
|
Full trip [ns] |
Standard deviation [ns] |
Standard |
207307 |
2362 |
Standard on RAF |
42661 |
733 |
KRYO 1.x |
12027 |
112 |
KRYO 2.x |
11479 |
259 |
Unsafe |
8554 |
91 |
在最后我们可以得出一些结论:
- Unsafe序列化比标准的java.io.Serizlizable快了23倍
- 使用RandomAccessFile可以使标准的有缓冲序列化加速将近4倍
- Kryo-dynamic序列化大约比手写实现的直接缓冲满了35%
最后,就像我们看到的那样,还是没有绝对的答案。对于我们中的大多数人来说,获得3000ns(0.003ms)的速度提升是不值得为每个需要序列化的对象来写单独实现的。在标准的方案中,我们大多数选择Kryo
。然而,在惜时如金的低延时系统中,这个选择将会是完全不同的。
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