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更低内存占用的通用Json库-RyanJson

冬至子 来源:Ryan_CW 作者:Ryan_CW 2023-08-24 17:23 次阅读

1、介绍

RyanJson是一个小巧的c语言json解析器,包含json文本文件解析 / 生成,专门针对内存占用进行优化,相比cJSON内存占用减少30% - 60%,运行速度和cJSON差不多。

低内存占用:使用动态扩展技术,在32位系统下,一个基础json节点仅占用8字节。
开发人员友好:仅有一个c文件和头文件轻松集成,hook函数方便自定义内存钩子。类cJSON的api,迁移成本低。
严格但不严苛:符合 RFC 8295 大部分JSON标准,支持无限的json嵌套级别(需注意堆栈空间)、灵活的配置修改项
可扩展性:允许注释(需调用mini函数清除注释后再解析)、尾随逗号等无效字符(parse时可配置是否允许)等

2、设计
RyanJson设计时大量借鉴了 json 和 cJSON ! 是从 json 的基础上修改来的

json语法是JavaScript对象语法的子集

在json语法中,数据以键值对的形式存储(数组没有key)

在RyanJson解析器中,使用结构体来表示一个键值对,是存储的最小单元,结构如下:

struct RyanJsonNode
{
uint32_t info; // 包含类型,key等标志
struct RyanJsonNode *next; // 单链表node节点
// [char key] 有key的json节点, 会动态创建指针
// 有value值的节点, 会动态创建指针
// [int32_t value / double value / char
value / RyanJson_t item]
};
typedef struct RyanJsonNode *RyanJson_t;
此结构体包含两个固定成员 info 和 next;

info:为当前节点的配置信息用来表示 节点数据类型 和 flag标志位。

bits low --> high

| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | NA | NA | .......

______________________________/ | | |
low 8bits | | |
| | | |
V | | |
RyanJsonTypeUnknow (bit0) | | |
RyanJsonTypeNull (bit1) | | |
RyanJsonTypeBool (bit2) | | +----> RyanJsonWithKeyFlag (1 << 10)
RyanJsonTypeNumber (bit3) | |
RyanJsonTypeString (bit4) | +--------> RyanJsonValueNumberIntFlag (1 << 9)
RyanJsonTypeArray (bit5) |
RyanJsonTypeObject (bit6) +------------> RyanJsonValueBoolTrueFlag (1 << 8)
spare (bit7)
next:指针指向链表下一个节点

{
"name": "RyanJson",
next (
"version": "xxx",
next (
"repository": "https://github.com/Ryan-CW-Code/RyanJson",
next (
"keywords": ["json", "streamlined", "parser"],
next ( _ item _/ _ next _/ _ next _/
"others": {
...
}
}
此结构体还包括两个可能动态创建的成员 key 和 value;

key:存储键值对的 key 信息,当存在key时会在申请RyanJsonNode内存时,动态添加。

value:存储键值对的 value 信息,会根据不同节点类型创建不同的value值。会在申请RyanJsonNode内存时,动态添加。

3、测试
测试代码可在本项目根目录查看。

性能测试
RyanDocs文档中心,有基于 yyjson_benchmark 的测试结果

内存占用测试

1.jpg

RFC 8295 标准测试,大部分嵌入式场景不会出现复杂的特殊json结构
RyanJson和cJSON都不适合处理复杂的UTF-16字符集,如果项目需要兼容Unicode字符集,可以考虑yyjson / json-c

1.jpg

4、局限性
使用int / double表示json中的number类型,精度有所丢失。建议64位的number类型最好用string字符串表示。
对象中允许有重复的key,RyanJson库采用单向链表,会访问到第一个对象。

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