Sonic 是字节跳动开源的一款 Golang JSON 库，基于即时编译（Just-In-Time Compilation）与向量化编程（Single Instruction Multiple Data）技术，大幅提升了 go 程序的 json 编解码性能。同时结合 lazy-load 设计思想，它也为不同业务场景打造了一套全面高效的 API。
基准测试
对于所有大小的 json 和所有使用场景， Sonic 表现均为最佳。
-
中型 (13kB, 300+ 键, 6 层)
goversion: 1.17.1
goos: darwin
goarch: amd64
cpu: Intel(R) Core(TM) i9-9880H CPU @ 2.30GHz
BenchmarkEncoder_Generic_Sonic-16 32393 ns/op 402.40 MB/s 11965 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Generic_Sonic_Fast-16 21668 ns/op 601.57 MB/s 10940 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Generic_JsonIter-16 42168 ns/op 309.12 MB/s 14345 B/op 115 allocs/op
BenchmarkEncoder_Generic_GoJson-16 65189 ns/op 199.96 MB/s 23261 B/op 16 allocs/op
BenchmarkEncoder_Generic_StdLib-16 106322 ns/op 122.60 MB/s 49136 B/op 789 allocs/op
BenchmarkEncoder_Binding_Sonic-16 6269 ns/op 2079.26 MB/s 14173 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Binding_Sonic_Fast-16 5281 ns/op 2468.16 MB/s 12322 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Binding_JsonIter-16 20056 ns/op 649.93 MB/s 9488 B/op 2 allocs/op
BenchmarkEncoder_Binding_GoJson-16 8311 ns/op 1568.32 MB/s 9481 B/op 1 allocs/op
BenchmarkEncoder_Binding_StdLib-16 16448 ns/op 792.52 MB/s 9479 B/op 1 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Generic_Sonic-16 6681 ns/op 1950.93 MB/s 12738 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Generic_Sonic_Fast-16 4179 ns/op 3118.99 MB/s 10757 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Generic_JsonIter-16 9861 ns/op 1321.84 MB/s 14362 B/op 115 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Generic_GoJson-16 18850 ns/op 691.52 MB/s 23278 B/op 16 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Generic_StdLib-16 45902 ns/op 283.97 MB/s 49174 B/op 789 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Binding_Sonic-16 1480 ns/op 8810.09 MB/s 13049 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Binding_Sonic_Fast-16 1209 ns/op 10785.23 MB/s 11546 B/op 4 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Binding_JsonIter-16 6170 ns/op 2112.58 MB/s 9504 B/op 2 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Binding_GoJson-16 3321 ns/op 3925.52 MB/s 9496 B/op 1 allocs/op
BenchmarkEncoder_Parallel_Binding_StdLib-16 3739 ns/op 3486.49 MB/s 9480 B/op 1 allocs/op
BenchmarkDecoder_Generic_Sonic-16 66812 ns/op 195.10 MB/s 57602 B/op 723 allocs/op
BenchmarkDecoder_Generic_Sonic_Fast-16 54523 ns/op 239.07 MB/s 49786 B/op 313 allocs/op
BenchmarkDecoder_Generic_StdLib-16 124260 ns/op 104.90 MB/s 50869 B/op 772 allocs/op
BenchmarkDecoder_Generic_JsonIter-16 91274 ns/op 142.81 MB/s 55782 B/op 1068 allocs/op
BenchmarkDecoder_Generic_GoJson-16 88569 ns/op 147.17 MB/s 66367 B/op 973 allocs/op
BenchmarkDecoder_Binding_Sonic-16 32557 ns/op 400.38 MB/s 28302 B/op 137 allocs/op
BenchmarkDecoder_Binding_Sonic_Fast-16 28649 ns/op 455.00 MB/s 24999 B/op 34 allocs/op
BenchmarkDecoder_Binding_StdLib-16 111437 ns/op 116.97 MB/s 10576 B/op 208 allocs/op
BenchmarkDecoder_Binding_JsonIter-16 35090 ns/op 371.48 MB/s 14673 B/op 385 allocs/op
BenchmarkDecoder_Binding_GoJson-16 28738 ns/op 453.59 MB/s 22039 B/op 49 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Generic_Sonic-16 12321 ns/op 1057.91 MB/s 57233 B/op 723 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Generic_Sonic_Fast-16 10644 ns/op 1224.64 MB/s 49362 B/op 313 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Generic_StdLib-16 57587 ns/op 226.35 MB/s 50874 B/op 772 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Generic_JsonIter-16 38666 ns/op 337.12 MB/s 55789 B/op 1068 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Generic_GoJson-16 30259 ns/op 430.79 MB/s 66370 B/op 974 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Binding_Sonic-16 5965 ns/op 2185.28 MB/s 27747 B/op 137 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Binding_Sonic_Fast-16 5170 ns/op 2521.31 MB/s 24715 B/op 34 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Binding_StdLib-16 27582 ns/op 472.58 MB/s 10576 B/op 208 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Binding_JsonIter-16 13571 ns/op 960.51 MB/s 14685 B/op 385 allocs/op
BenchmarkDecoder_Parallel_Binding_GoJson-16 10031 ns/op 1299.51 MB/s 22111 B/op 49 allocs/op
BenchmarkGetOne_Sonic-16 3276 ns/op 3975.78 MB/s 24 B/op 1 allocs/op
BenchmarkGetOne_Gjson-16 9431 ns/op 1380.81 MB/s 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkGetOne_Jsoniter-16 51178 ns/op 254.46 MB/s 27936 B/op 647 allocs/op
BenchmarkGetOne_Parallel_Sonic-16 216.7 ns/op 60098.95 MB/s 24 B/op 1 allocs/op
BenchmarkGetOne_Parallel_Gjson-16 1076 ns/op 12098.62 MB/s 0 B/op 0 allocs/op
BenchmarkGetOne_Parallel_Jsoniter-16 17741 ns/op 734.06 MB/s 27945 B/op 647 allocs/op
BenchmarkSetOne_Sonic-16 9571 ns/op 1360.61 MB/s 1584 B/op 17 allocs/op
BenchmarkSetOne_Sjson-16 36456 ns/op 357.22 MB/s 52180 B/op 9 allocs/op
BenchmarkSetOne_Jsoniter-16 79475 ns/op 163.86 MB/s 45862 B/op 964 allocs/op
BenchmarkSetOne_Parallel_Sonic-16 850.9 ns/op 15305.31 MB/s 1584 B/op 17 allocs/op
BenchmarkSetOne_Parallel_Sjson-16 18194 ns/op 715.77 MB/s 52247 B/op 9 allocs/op
BenchmarkSetOne_Parallel_Jsoniter-16 33560 ns/op 388.05 MB/s 45892 B/op 964 allocs/op
BenchmarkLoadNode/LoadAll()-16 11384 ns/op 1143.93 MB/s 6307 B/op 25 allocs/op
BenchmarkLoadNode_Parallel/LoadAll()-16 5493 ns/op 2370.68 MB/s 7145 B/op 25 allocs/op
BenchmarkLoadNode/Interface()-16 17722 ns/op 734.85 MB/s 13323 B/op 88 allocs/op
BenchmarkLoadNode_Parallel/Interface()-16 10330 ns/op 1260.70 MB/s 15178 B/op 88 allocs/op
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小型 (400B, 11 个键, 3 层)
-
大型 (635kB, 10000+ 个键, 6 层)
使用方式
序列化/反序列化
默认的行为基本上与 encoding/json 相一致，除了 HTML 转义形式 和 SortKeys 功能没有遵循 RFC8259 。
import "github.com/bytedance/sonic"
var data YourSchema
// Marshal
output, err := sonic.Marshal(&data)
// Unmarshal
err := sonic.Unmarshal(output, &data)
流式输入输出
Sonic 支持解码 io.Reader 中输入的 json，或将对象编码为 json 后输出至 io.Writer，以处理多个值并减少内存消耗。
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编码器
var o1 = map[string]interface{}{
"a": "b",
}
var o2 = 1
var w = bytes.NewBuffer(nil)
var enc = sonic.ConfigDefault.NewEncoder(w)
enc.Encode(o1)
enc.Encode(o2)
fmt.Println(w.String())
// Output:
// {"a":"b"}
// 1
-
解码器
var o = map[string]interface{}{}
var r = strings.NewReader(`{"a":"b"}{"1":"2"}`)
var dec = sonic.ConfigDefault.NewDecoder(r)
dec.Decode(&o)
dec.Decode(&o)
fmt.Printf("%+v", o)
// Output:
// map[1:2 a:b]
使用 Number / int64
import "github.com/bytedance/sonic/decoder"
var input = `1`
var data interface{}
// default float64
dc := decoder.NewDecoder(input)
dc.Decode(&data) // data == float64(1)
// use json.Number
dc = decoder.NewDecoder(input)
dc.UseNumber()
dc.Decode(&data) // data == json.Number("1")
// use int64
dc = decoder.NewDecoder(input)
dc.UseInt64()
dc.Decode(&data) // data == int64(1)
root, err := sonic.GetFromString(input)
// Get json.Number
jn := root.Number()
jm := root.InterfaceUseNumber().(json.Number) // jn == jm
// Get float64
fn := root.Float64()
fm := root.Interface().(float64) // jn == jm
对键排序
考虑到排序带来的性能损失（约 10% ）， sonic 默认不会启用这个功能。如果你的组件依赖这个行为（如 zstd) ，可以仿照下面的例子：
import "github.com/bytedance/sonic"
import "github.com/bytedance/sonic/encoder"
// Binding map only
m := map[string]interface{}{}
v, err := encoder.Encode(m, encoder.SortMapKeys)
// Or ast.Node.SortKeys() before marshal
var root := sonic.Get(JSON)
err := root.SortKeys()
HTML 转义
考虑到性能损失（约15%）， sonic 默认不会启用这个功能。你可以使用 encoder.EscapeHTML 选项来开启（与 encoding/json.HTMLEscape 行为一致）。
import "github.com/bytedance/sonic"
v := map[string]string{"&&":"<>"}
ret, err := Encode(v, EscapeHTML) // ret == `{"u0026u0026":{"X":"u003cu003e"}}`
紧凑格式
Sonic 默认将基本类型（ struct ， map 等）编码为紧凑格式的 JSON ，除非使用 json.RawMessage or json.Marshaler 进行编码：sonic 确保输出的 JSON 合法，但出于性能考虑，不会加工成紧凑格式。我们提供选项 encoder.CompactMarshaler 来添加此过程。
打印错误
如果输入的 JSON 存在无效的语法，sonic 将返回 decoder.SyntaxError，该错误支持错误位置的美化输出。
import "github.com/bytedance/sonic"
import "github.com/bytedance/sonic/decoder"
var data interface{}
err := sonic.UnmarshalString("[[[}]]", &data)
if err != nil {
/* One line by default */
println(e.Error()) // "Syntax error at index 3: invalid charnnt[[[}]]nt...^..n"
/* Pretty print */
if e, ok := err.(decoder.SyntaxError); ok {
/*Syntax error at index 3: invalid char
[[[}]]
...^..
*/
print(e.Description())
} else if me, ok := err.(*decoder.MismatchTypeError); ok {
// decoder.MismatchTypeError is new to Sonic v1.6.0
print(me.Description())
}
}
-
类型不匹配 [Sonic v1.6.0]
如果给定键中存在类型不匹配的值， sonic 会抛出 decoder.MismatchTypeError （如果有多个，只会报告最后一个），但仍会跳过错误的值并解码下一个 JSON 。
import "github.com/bytedance/sonic"
import "github.com/bytedance/sonic/decoder"
var data = struct{
A int
B int
}{}
err := UnmarshalString(`{"A":"1","B":1}`, &data)
println(err.Error()) // Mismatch type int with value string "at index 5: mismatched type with valuennt{"A":"1","B":1}nt.....^.........n"
fmt.Printf("%+v", data) // {A:0 B:1}
Ast.Node
Sonic/ast.Node 是完全独立的 JSON 抽象语法树库。它实现了序列化和反序列化，并提供了获取和修改通用数据的鲁棒的 API。
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找/索引
通过给定的路径搜索 JSON 片段，路径必须为非负整数，字符串或 nil 。
import "github.com/bytedance/sonic"
input := []byte(`{"key1":[{},{"key2":{"key3":[1,2,3]}}]}`)
// no path, returns entire json
root, err := sonic.Get(input)
raw := root.Raw() // == string(input)
// multiple paths
root, err := sonic.Get(input, "key1", 1, "key2")
sub := root.Get("key3").Index(2).Int64() // == 3
注意：
由于Index()使用偏移量来定位数据，比使用扫描的Get()要快的多，建议尽可能的使用Index。Sonic 也提供了另一个 API，IndexOrGet()，以偏移量为基础并且也确保键的匹配。
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修改
使用 Set() / Unset() 修改 json 的内容
import "github.com/bytedance/sonic"
// Set
exist, err := root.Set("key4", NewBool(true)) // exist == false
alias1 := root.Get("key4")
println(alias1.Valid()) // true
alias2 := root.Index(1)
println(alias1 == alias2) // true
// Unset
exist, err := root.UnsetByIndex(1) // exist == true
println(root.Get("key4").Check()) // "value not exist"
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序列化
要将 ast.Node 编码为 json ，使用 MarshalJson() 或者 json.Marshal() （必须传递指向节点的指针）
import (
"encoding/json"
"github.com/bytedance/sonic"
)
buf, err := root.MarshalJson()
println(string(buf)) // {"key1":[{},{"key2":{"key3":[1,2,3]}}]}
exp, err := json.Marshal(&root) // WARN: use pointer
println(string(buf) == string(exp)) // true
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APIs
-
合法性检查： Check(),Error(),Valid(),Exist() -
索引： Index(),Get(),IndexPair(),IndexOrGet(),GetByPath() -
转换至 go 内置类型： Int64(),Float64(),String(),Number(),Bool(),Map[UseNumber|UseNode](),Array[UseNumber|UseNode](),Interface[UseNumber|UseNode]() -
go 类型打包： NewRaw(),NewNumber(),NewNull(),NewBool(),NewString(),NewObject(),NewArray() -
迭代： Values(),Properties(),ForEach(),SortKeys() -
修改： Set(),SetByIndex(),Add()
Ast.Visitor
Sonic 提供了一个高级的 API 用于直接全量解析 JSON 到非标准容器里 (既不是 struct 也不是 map[string]interface{}) 且不需要借助任何中间表示 (ast.Node 或 interface{})。举个例子，你可能定义了下述的类型，它们看起来像 interface{}，但实际上并不是：
type UserNode interface {}
// the following types implement the UserNode interface.
type (
UserNull struct{}
UserBool struct{ Value bool }
UserInt64 struct{ Value int64 }
UserFloat64 struct{ Value float64 }
UserString struct{ Value string }
UserObject struct{ Value map[string]UserNode }
UserArray struct{ Value []UserNode }
)
Sonic 提供了下述的 API 来返回 “对 JSON AST 的前序遍历”。ast.Visitor 是一个 SAX 风格的接口，这在某些 C++ 的 JSON 解析库中被使用到。你需要自己实现一个 ast.Visitor，将它传递给 ast.Preorder() 方法。在你的实现中你可以使用自定义的类型来表示 JSON 的值。在你的 ast.Visitor 中，可能需要有一个 O(n) 空间复杂度的容器（比如说栈）来记录 object / array 的层级。
func Preorder(str string, visitor Visitor, opts *VisitorOptions) error
type Visitor interface {
OnNull() error
OnBool(v bool) error
OnString(v string) error
OnInt64(v int64, n json.Number) error
OnFloat64(v float64, n json.Number) error
OnObjectBegin(capacity int) error
OnObjectKey(key string) error
OnObjectEnd() error
OnArrayBegin(capacity int) error
OnArrayEnd() error
}
兼容性
由于开发高性能代码的困难性， Sonic 不保证对所有环境的支持。对于在不同环境中使用 Sonic 构建应用程序的开发者，我们有以下建议：
-
在 Mac M1 上开发：确保在您的计算机上安装了 Rosetta 2，并在构建时设置
GOARCH=amd64。Rosetta 2 可以自动将 x86 二进制文件转换为 arm64 二进制文件，并在 Mac M1 上运行 x86 应用程序。 -
在 Linux arm64 上开发：您可以安装 qemu 并使用
qemu-x86_64 -cpu max命令来将 x86 二进制文件转换为 arm64 二进制文件。qemu可以实现与Mac M1上的Rosetta 2类似的转换效果。对于希望在不使用 qemu 下使用 sonic 的开发者，或者希望处理 JSON 时与encoding/JSON严格保持一致的开发者，我们在sonic.API中提供了一些兼容性 API -
ConfigDefault: 在支持 sonic 的环境下 sonic 的默认配置（
EscapeHTML=false，SortKeys=false等）。行为与具有相应配置的encoding/json一致，一些选项，如SortKeys=false将无效。 -
ConfigStd: 在支持 sonic 的环境下与标准库兼容的配置（
EscapeHTML=true，SortKeys=true等）。行为与encoding/json一致。 -
ConfigFastest: 在支持 sonic 的环境下运行最快的配置（
NoQuoteTextMarshaler=true）。行为与具有相应配置的encoding/json一致，某些选项将无效。
传送门
开源协议：Apache2.0
开源地址：https://github.com/bytedance/sonic
C++版：https://github.com/bytedance/sonic-cpp
项目合集：https://github.com/RepositorySheet
-END-
原文始发于微信公众号（开源技术专栏）：一个速度奇快的 JSON 序列化/反序列化库，但是Golang版！
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