详解如何提升JSON.stringify()的性能

const obj = { 
 name: 'alienzhou', 
 status: 6, 
 working: true 
}; 

JSON.stringify(obj); 
// {"name":"alienzhou","status":6,"working":true} 

function myStringify(o) { 
 return ( 
  '{"name":"' 
  + o.name 
  + '","status":' 
  + o.status 
  + ',"isWorking":' 
  + o.working 
  + '}' 
 ); 
} 

myStringify({ 
 name: 'alienzhou', 
 status: 6, 
 working: true 
}); 
// {"name":"alienzhou","status":6,"isWorking":true} 
myStringify({ 
 name: 'mengshou', 
 status: 3, 
 working: false 
}); 
// {"name":"mengshou","status":3,"isWorking":false} 

import faster from 'some_library_faster_stringify'; 
// 1. 通过相应规则，定义你的对象结构 
const theObjectScheme = { 
 // …… 
}; 
// 2. 根据结构，得到一个定制化的方法 
const stringify = faster(theObjectScheme); 
// 3. 调用方法，快速 stringify 
const target = { 
 // …… 
}; 
stringify(target); 

{ 
 name: 'alienzhou', 
 status: 6, 
 working: true 
} 

{ 
 title: 'Example Schema', 
 type: 'object', 
 properties: { 
  name: { 
   type: 'string' 
  }, 
  status: { 
   type: 'integer' 
  }, 
  working: { 
   type: 'boolean' 
  } 
 } 
} 

var code = ` 
 'use strict' 
 ` 
 code += ` 
 ${$asString.toString()} 
 ${$asStringNullable.toString()} 
 ${$asStringSmall.toString()} 
 ${$asNumber.toString()} 
 ${$asNumberNullable.toString()} 
 ${$asIntegerNullable.toString()} 
 ${$asNull.toString()} 
 ${$asBoolean.toString()} 
 ${$asBooleanNullable.toString()} 
 ` 

var accessor = key.indexOf('[') === 0 "htmlcode">

"json += $asString(obj['name'])" 


由于还需要处理数组、及联对象等复杂情况，实际的代码省略了很多。
然后，生成的完整的code字符串大致如下：


function $asString(str) { 
 // …… 
} 
function $asStringNullable(str) { 
 // …… 
} 
function $asStringSmall(str) { 
 // …… 
} 
function $asNumber(i) { 
 // …… 
} 
function $asNumberNullable(i) { 
 // …… 
} 
/* 以上是一系列通用的键值转换方法 */ 
/* $main 就是 stringify 的主体函数 */ 
function $main(input) { 
 var obj = typeof input.toJSON === 'function' 
  "name":' 
  json += $asString(obj['name']) 
 } 
 // …… 其他属性(status、working)的拼接 
 json += '}' 
 return json 
} 
return $main 


最后，将code字符串传入 Function 构造函数来创建相应的 stringify 函数。


// dependencies 主要用于处理包含 anyOf 与 if 语法的情况 
dependenciesName.push(code) 
return (Function.apply(null, dependenciesName).apply(null, dependencies)) 


3.2. slow-json-stringify

slow-json-stringify 虽然名字叫 "slow"，但其实是一个 "fast" 的 stringify 库（命名很调皮）。
The slowest stringifier in the known universe. Just kidding, it's the fastest (:
它的实现比前面提到的 fast-json-stringify 更轻量级，思路也很巧妙。同时它在很多场景下效率会比 fast-json-stringify 更快。


3.2.1. scheme 的定义方式
slow-json-stringify 的 scheme 定义更自然与简单，主要就是将键值替换为类型描述。还是上面这个对象的例子，scheme 会变为


{ 
 name: 'string', 
 status: 'number', 
 working: 'boolean' 
} 


确实非常直观。
3.2.2. stringify 方法的生成
不知道你注意到没有


// scheme 
{ 
 name: 'string', 
 status: 'number', 
 working: 'boolean' 
} 
// 目标对象 
{ 
 name: 'alienzhou', 
 status: 6, 
 working: true 
} 


scheme 和原对象的结构是不是很像？
这种 scheme 的巧妙之处在于，这样定义之后，我们可以先把 scheme JSON.stringify一下，然后“扣去”所有类型值，最后等着我们的就是把实际的值直接填充到 scheme 对应的类型声明处。
具体如何操作呢？
首先，可以直接对 scheme 调用JSON.stringify()来生成基础模版，同时借用JSON.stringify()的第二个参数来作为遍历方法收集属性的访问路径：


let map = {}; 
const str = JSON.stringify(schema, (prop, value) => { 
 const isArray = Array.isArray(value); 
 if (typeof value !== 'object' || isArray) { 
  if (isArray) { 
   const current = value[0]; 
   arrais.set(prop, current); 
  } 
  _validator(value); 
  map[prop] = _deepPath(schema, prop); 
  props += `"${prop}"|`; 
 } 
 return value; 
}); 


此时，map 里收集所有属性的访问路径。同时生成的props可以拼接为匹配相应类型字符还的正则表达式，例如我们这个例子里的正则表达式为/name|status|working"(string|number|boolean|undef)"|\\[(.*"__par__"，并基于"__par__"拆分字符串：


const queue = []; 
const chunks = str 
 .replace(regex, (type) => { 
  switch (type) { 
  case '"string"': 
  case '"undefined"': 
   return '"__par__"'; 
  case '"number"': 
  case '"boolean"': 
  case '["array-simple"]': 
  case '[null]': 
   return '__par__'; 
  default: 
   const prop = type.match(/(").+")/)[0]; 
   queue.push(prop); 
   return type; 
  } 
 }) 
 .split('__par__'); 


这样你就会得到chunks和props两个数组。chunks里包含了被分割的 JSON 字符串。以例子来说，两个数组分别如下


// chunks 
[ 
 '{"name":"', 
 '","status":"', 
 '","working":"', 
 '"}' 
] 
// props 
[ 
 'name', 
 'status', 
 'working' 
] 


最后，由于 map 中保存了属性名与访问路径的映射，因此可以根据 prop 访问到对象中某个属性的值，循环遍历数组，将其与对应的 chunks 拼接即可。
从代码量和实现方式来看，这个方案会更轻便与巧妙，同时也不需要通过 Function、eval 等方式动态生成或执行函数。
4. 总结
虽然不同库的实现有差异，但从整体思路上来说，实现高性能 stringify 的方式都是一样的：

  
开发者定义 Object 的 JSON scheme；
  
stringify 库根据 scheme 生成对应的模版方法，模版方法里会对属性与值进行字符串拼接（显然，属性访问与字符串拼接的效率要高多了）；
  
最后开发者调用返回的方法来 stringify Object 即可。

归根到底，它本质上是通过静态的结构信息将优化与分析前置了。
Tips
最后，还是想提一下
所有的 benchmark 只能作为一个参考，具体是否有性能提升、提升多少还是建议你在实际的业务中测试；
fast-json-stringify 中使用到了 Function 构造函数，因此建议不要将用户输入直接用作 scheme，以防一些安全问题。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。