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json - 协议缓冲区如何比 XML 和 JSON 快？

问题描述

我最近开始在工作中阅读和使用 gRPC。gRPC 在内部使用协议缓冲区作为其 IDL，并且我一直在到处阅读，与 JSON 和 XML 相比，协议缓冲区的性能更好、更快。

我不明白的是——他们是怎么做到的？与 XML 和 JSON 相比，协议缓冲区中的哪些设计实际上使它们的执行速度更快？

标签： jsonprotocol-buffersgrpc

解决方案

数据的字符串表示：

  • 需要文本编码/解码（这可能很便宜，但仍然是一个额外的步骤）
  • 需要复杂的解析代码，特别是如果有诸如“必须允许空格”之类的人性化规则
  • 通常涉及更多的带宽 - 因此需要更多实际的有效负载 - 由于嵌入了名称等内容，并且（再次）必须处理对人类友好的表示（例如，如何标记语法）
  • 通常需要大量用于成员查找等的中间字符串实例

基于文本和基于二进制的序列化器都可以快速高效（或缓慢而可怕）......只是：二进制序列化器具有倾斜的优势。这意味着“好的”二进制序列化程序通常比“好的”基于文本的序列化程序更快。

让我们比较一个整数的基本示例：

json:

{"id":42}

如果我们假设 ASCII 或 UTF-8 编码并且没有空格，则为 9 个字节。

xml:

<id>42</id>

如果我们假设 ASCII 或 UTF-8 编码并且没有空格，则为 11 个字节 - 并且没有像命名空间这样的命名空间噪音。

protobuf：

0x08 0x2a

2 个字节

现在想象一下编写一个通用的 xml 或 json 解析器，以及您需要在文本层处理的所有歧义和场景，然后您需要将文本标记映射"id"到一个成员，然后您需要在"42". 在 protobuf 中，payload 更小，加上数学很简单，并且 member-lookup 是一个整数（所以：适合非常快的switch/jump）。

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