Python 处理 JSON 必要时我选择 ujson 和 orjson

calendar Aug 21, 2020   ---   · 2 min read · ujson rapidjson  ·
Share on: linkedin copy
在 Python 使用用  json.dumps(data) 时突然发现特别慢，data 本身不大，但是一个包含很多元素的列表，所以促使本人寻找一个替代的 JSON 处理库。大概对比了一个 ujson(UtltraJSON), python-rapidjson(RapidJSON) 和 Python 自带的 json 库。还有一个 simplejson 是为兼容 Python 2.6 以前用的(json 是 Python 2.6 新加入的 API)，性能有些差。

基本上姜还是老的辣，想要收获更好的性能，还得仰赖传统的 C/C++ 语言，ujson 是用纯 C 写的，RapidJSON 是 C++ 写的，后者还是十美分的开源产品。json, ujson, rapidjson 三者 loads() 方法的性能差别不太明显，但 dumps() 大对象时 Python 自带的 json 库就要考验用户的耐心了。

注：最开始本来认定了 ujson 为最佳选择, 所以先从 usjon 和 rapidjson 切入的，后来写作本文的过程中，从 usjon 的自我介绍中发现了 Rust 写的 orjson 很显眼，才加入了 orjson 的测试，看来 orjson 更值得拥有。

以上三个 json 组件的安装方式分别为
$ pip install ujson
$ pip install python-rapidjson
$ pip install simplejson
自己测试了一个 ujson 和 rapidjson 与 Python json 库的 dumps() 的性能，simpejson 不太考虑了。测试代码如下
 1# test.py
 2
 3from time import time
 4import sys
 5import string
 6
 7num = int(sys.argv[1])
 8lib = sys.argv[2]
 9
10items = []
11for i in range(num):
12    items.append({c:c for c in string.ascii_letters})
13
14start = time()
15if lib == 'ujson':
16    import ujson
17    ujson.dumps(items)
18elif lib == 'rapidjson':
19    import rapidjson
20    rapidjson.dumps(items)
21else:
22    import json
23    json.dumps(items)
24
25print(time() - start)

执行 python 1000|10000|100000|1000000 json|ujson|rapidjson, 试结果统计如下(数字为不同情况下的耗时)：

基本上测试的性能和 Benchmark of Python JSON libraries 中的是一致的。从原文中截取了两张图如下：

在 UltraJSON 的 Github 项目页面中也有对比 ujson, nujson, orjson, simplejson, json 的 Benchmarks。其中列出的 orjson(pip install orjson) 和 nujson(pip install nujson, Fork 了 UltraJSON 来支持 Numpy 序列化的) 性能表现上不错，orjson 表现上比 ujson 还更为卓越。

看到了 orjson 后，赶紧做个对比测试，在上面的 test.py 代码中再加上
1elif lib == 'orjson':
2    import orjson
3    orjson.dumps(items)

再列出完整的对比数据

继续翻看 orjson 的 Github 主页面 ijl/orjson, 它既非用 C 也不是用 C++ 写的，而是 Rust 语言，真是让我眼前一亮，Rust 程序运行速度真的能与 C/C++ 相媲美的。写到这里我要开始改变当初只认 ujson 的主意了，orjson 或许是更佳的选择, 本文的标题也由最初拟定的 “Python 处理 JSON 必要时我选择 ujson(UltraJSON)” 变成了 “Python 处理 JSON 必要时我选择 ujson 和 orjson”。这也是写博客时，尽可能收集更多的素材多的魅力。

补充一下，orjson 的 dumps() 函数使用略有不同，不再用 indent 参数，并且返回值是 bytes，所以格式化成字符串的写法如下
1import orjson
2json_str = orjson.dumps(record, option=orjson.OPT_INDENT_2).decode()

另外，在使用 ujson 时碰到的一个 bug 也顺便记录在此，就不立新篇了，反正现在找东西都不太看标题，而是 Google 到其中的内容。ujson 3.0.0 和 3.1.0 版本的 dumps() 的 indent 参数工作不正常，有个未关闭的 ticket 'indent' parameter for dumps doesn't indent properly in 3.0.0 #415。比如使用 ujson 3.1.0 时的现像是
 1>>> import ujson
 2>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2})
 3'{"a":1,"b":2}'
 4>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=0)
 5'{"a":1,"b":2}'
 6>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=1)
 7'{\n "a": 1,\n "b": 2\n}'
 8>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=2)
 9'{\n "a": 1,\n "b": 2\n}'
10>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=8)
11'{\n "a": 1,\n "b": 2\n}'

indent 大于 1 时都当作 1。

换回到 ujson 2.0.3 版本时没问题
1>>> import ujson
2>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=2)
3'{\n  "a": 1,\n  "b": 2\n}'
4>>> ujson.dumps({'a': 1, 'b': 2}, indent=8)
5'{\n        "a": 1,\n        "b": 2\n}'

在这个问题未解决之前就暂时用 pip install ujson==2.0.3 安装 ujson 2.0.3 吧，但是这个版本无法序列化 datetime 类型。

链接：
  1. Benchmark of Python JSON libraries
  2. json vs simplejson vs ujson
永久链接 https://yanbin.blog/python-json-choose-ujson-if-necessary/, 来自 隔叶黄莺 Yanbin's Blog
[版权声明] 本文采用 署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际 (CC BY-NC-SA 4.0) 进行许可。