本篇文章将介绍在数据交换中，常用的序列化方法，并对其进行分析和对比。

  • 定义

    • JSON
    即JavaScript Object Notation，是一种轻量级的数据交换格式。它基于ECMAScript的一个子集。 JSON采用完全独立于语言的文本格式，但是也使用了类似于C语言家族的习惯（包括C、C++、C#、Java、JavaScript、Perl、Python等）。这些特性使JSON成为理想的数据交换语言。 易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成(网络传输速率)。

    serialize
    它是php的一个方法，将变量序列化，返回一个具有变量类型和结构的字符串表达式。

    igbinary
    php序列化的一个代替方案，并未加入到php的标准库中。该序列话主要是对时间和空间消耗的文字表述，igbinary提供结构紧凑二进制形式。

    msgpack
    全程MessagePack，是一个基于二进制高效的对象序列化类库，可用于跨语言通信，它可以像JSON那样，在许多种语言之间交换结构对象，支持Python、Ruby、Java、C/C++等众多语言。

  • 安装

    • 由于igbinary和msgpack不是php自带的，因此我们需要先进行安装。
    igbinary具体安装如下：

    #下载igbinary安装包
    root@localhost [~]# wget https://nodeload.github.com/phadej/igbinary/zip/master
    root@localhost [~]# tar -zxvf master
    root@localhost [~]# cd igbinary-master/
    root@localhost [~]# phpize
    root@localhost [~]# ./configure CFLAGS="-O2 -g" --enable-igbinary
    root@localhost [~]# make
    root@localhost [~]# make install
    #修改php配置文件，增加一行，重启
    extension=igbinary.so

    msgpack具体安装如下：

    #下载msgpack安装包
    root@localhost [~]# wget http://pecl.php.net/get/msgpack-0.5.6.tgz
    root@localhost [~]# tar -zxvf msgpack-0.5.6.tgz
    root@localhost [~]# cd msgpack-0.5.6/
    root@localhost [~]# phpize
    root@localhost [~]# ./configure
    root@localhost [~]# make
    root@localhost [~]# make install
    #修改php配置文件，增加一行，重启
    extension=igbinary.so
  • 简单运行

    • 为了便于了解它们的数据结构，编写测试代码，输出格式化后的数据。

    <?php
    $data = array(  'name' => 'Shy Song',
                    'age' => 25,
                    'country' => 'China'
                 );
    $json_data = json_encode($data);
    $serialize_data = serialize($data);
    $igbinary_data = igbinary_serialize($data);
    $msgpack_data = msgpack_pack($data);
    print 'JSON: ' . $json_data;
    print 'length: ' . strlen($json_data);
    print 'serialize: ' . $serialize_data;
    print 'length: ' . strlen($serialize_data);
    print 'igbinary: ' . $igbinary_data;
    print 'length: ' . strlen($igbinary_data);
    print 'msgpack: ' . $msgpack_data;
    print 'length: ' . strlen($msgpack_data);

    输出结果如下：

    JSON:
    {"name":"Shy","age":25,"country":"China"}
    length: 41
    serialize:
    a:3:{s:4:"name";s:3:"Shy";s:3:"age";i:25;s:7:"country";s:5:"China";}
    length: 68
    igbinary:
    nameShyagecountryChina;
    length: 40
    msgpack:
    ��name�Shy�age�country�China
    length: 29

    可以看出，msgpack最短但不可读，serialize最长，json和igbinary长度差不多。注意，igbinary的实际数据比输出结果要长，只是不可显示。

  • 性能对比

    • 编写代码，对比不同数据转换所耗费的时间。

    <?php
    $info = array(  'name' => 'Shy',
                    'age' => 25,
                    'country' => 'China'
                 );
    $data = array();
    for($i = 0; $i < 1000; $i++)
    {
        $data[$i] = $info;
    }
    $time_start = microtime(true);
    for($i = 0; $i < 10000; $i++)
    {
        $json_data = json_encode($data);
        #$serialize_data = serialize($data);
        #$igbinary_data = igbinary_serialize($data);
        #$msgpack_data = msgpack_pack($data);
    }
    $time_end = microtime(true);
    echo round($time_end - $time_start, 3);

    得到的结果是，JSON 7.232秒，serialize 11.887秒，igbinary 1.156秒，msgpack 1.148秒。

    之后，将数组姓名和国家改成中国进行测试，以及调整数组长度测试，得到一系列测试结果，如下：

    测试场景 JSON serialize igbinary msgpack
    1000长度英文数组 7.232秒 11.887秒 1.156秒 1.148秒
    1000长度中文数组 7.668秒 11.613秒 1.152秒 1.160秒
    100000长度超大数组 78.279秒 135.555秒 11.533秒 11.530秒
    大维度数组 19.249秒 120.385秒 0.003秒 0.003秒

    通过以上对比，我们可以看到性能方面igbinary和msgpack远远优于JSON和serialize，且当面对深度的多维数组时，json和serialize的性能会大幅度下降。

  • 总结

    • 1. JSON是最为常用的、跨语言的数据传输方案，数据转换灵活，转换后的格式依旧保持清晰、可读，适用于通常情况下的数据传输。
    2. serialize常用于方法、类的序列化，适用于在不同程序间进行函数的传输。
    3. msgpack比JSON更快速也更轻巧，压缩后的数据格式会比json小，但是其可读性低，适用于对传输性能要求高且不关心数据格式的场景使用。
    4. igbinary为结构化数据，速度快，内存占用低，适用于memcached、redis等类似的基于内存的储量序列化的数据。

    注：以上所有数据分析，均为本人在阿里云服务器上面进行的测试，不同机器可能测试的具体数据结果不同，但是不影响对比分析。
    最后，附上ugg同学提供的另一个性能对比，以作参考。