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https://github.com/tiennm99/zfoo.git
synced 2026-05-21 06:24:38 +00:00
perf[protocol]: 更新文档
This commit is contained in:
@@ -20,6 +20,13 @@
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Why is zfoo protocol ?
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- 目前的Java二进制序列化和反序列化速度最快的框架,并且为序列化字节最少的框架
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- 自定义协议格式的私有化序列化框架,同时能够前后兼容,更加安全,防止破解
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- 协议目前原生支持 C++ Java Javascript C# Lua GDScript,可以轻易实现跨平台
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- 单线程的Benchmark测试中,序列化和反序列化速度比Protobuf快50%,比Kryo快100%
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Ⅰ. zfoo简介🚩
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@@ -43,7 +50,6 @@
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- 性能需求极高的项目,如网站和游戏服务器框架,单服滚服,全球服,直播聊天,IM系统,实时推送
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- 节省研发成本的项目,如想节省,开发,部署,运维成本
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- 适合作为 **Godot,Unity,Cocos,Webgl,H5** 的后端基础框架,网络通信协议支持 tcp udp websocket http
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- 协议目前原生支持 **C++ Java Javascript C# Lua GDScript**,可以轻易实现跨平台
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- 喜欢 [KISS法则](https://baike.baidu.com/item/KISS原则/3242383) 的项目 ,简单的配置,优雅的代码
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Ⅲ. 详细的教程和完整的工程案例
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Binary file not shown.
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Before Width: | Height: | Size: 59 KiB After Width: | Height: | Size: 58 KiB |
Binary file not shown.
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Before Width: | Height: | Size: 60 KiB After Width: | Height: | Size: 58 KiB |
Binary file not shown.
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Before Width: | Height: | Size: 56 KiB After Width: | Height: | Size: 56 KiB |
+39
-39
@@ -1,9 +1,9 @@
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### Ⅰ. 简介
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- [zfoo protocol](https://github.com/zfoo-project/zfoo/blob/main/protocol/README.md)
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是目前的Java二进制序列化和反序列化最快的框架,并且为序列化后字节最少的框架
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是目前的Java二进制序列化和反序列化速度最快的框架,并且为序列化字节最少的框架
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- 协议目前原生支持 **C++ Java Javascript C# Lua GDScript**,可以轻易实现跨平台
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- 使用Javassist字节码增强动态生成顺序执行的序列化和反序列化函数,顺序执行的函数可以轻易的被JIT编译以达到极致的性能
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- 协议可以自定义私有协议格式,让你的协议更加安全,支持增加字段和兼容前后版本协议
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- 兼容protobuf,支持生成protobuf协议文件,提供从pojo到proto的生成方式
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### Ⅱ. 快速使用
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@@ -23,7 +23,7 @@ var packet = ProtocolManager.read(buffer);
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### Ⅲ. 性能测试
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- 单线程环境,在没有任何JVM参数调优的情况下速度比Protobuf快20%,比Kryo快40%,[参见性能测试](src/test/java/com/zfoo/protocol/SpeedTest.java)
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- 单线程环境,在没有任何JVM参数调优的情况下速度比Protobuf快50%,比Kryo快100%,[参见性能测试](src/test/java/com/zfoo/protocol/SpeedTest.java)
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- 线程安全,zfoo和Protobuf的性能不受任何影响,kryo因为线程不安全性能会有所损失,[参见性能测试](src/test/java/com/zfoo/protocol/SpeedTest.java)
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@@ -42,43 +42,33 @@ cpu: i9900k
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### Ⅳ. 为什么快
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- 轻量级实现,核心序列化和反序列化代码一千行左右
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- 使用Javassist字节码增强动态生成顺序执行的序列化和反序列化函数,顺序化的函数可以轻易的被JIT编译以达到极致的性能
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- 原生集成netty的高性能ByteBuf
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- 没有装箱和拆箱,避免了无效GC
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- 天生线程安全并且无锁化;kryo强制要求每条线程都有自己的一个Kryo实例,这是一个比较重的设计,特别是线程比较多的场景
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- 没有反射,没有unsafe操作;对比kryo中使用objenesis导致大量unsafe,而且在Java11中运行会出现警告
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- 优化了int和long的zigzag和varint编码的算法,避免了一些多余的方法调用和位操作
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- 扁平化了方法栈的调用深度,数据结构嵌套没有任何性能损失,如List<Set<Map<>>>;对比kryo和protobuf数据结构嵌套会出现性能损失
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- 使用Javassist字节码增强动态生成顺序执行的序列化和反序列化函数,顺序化的函数可以轻易的被JIT编译以达到极致的性能
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- 其它优点
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- 无漏洞注入风险,只有初始化时会进行字节码增强,后期不会再进行任何字节码的操作
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```
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无漏洞注入风险,只有初始化时会进行字节码增强,后期不会再进行任何字节码的操作
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数据压缩体积小,压缩体积比kryo和protobuf都要小;比kryo小是因为kryo需要写入每个对象的注册号
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智能语法分析,错误的协议定义将无法启动程序并给出错误警告
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提升开发效率,完全支持POJO方式开发,使用非常简单
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```
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### Ⅴ. 待解决的问题
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### Ⅴ. 为什么小
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- 为了代码的优雅,zfoo protocol要求全部的协议类都要继承IPacket,但是可以保证不损失性能的情况下支持不继承IPacket的设计,这个有待继续讨论。
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- 协议类修改
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- 修改字段名称过后无法解析,内部使用字段的名称按照字符串的自然顺序来依次读写的,所以修改名称会导致读写顺序变化导致出现异常
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- 减少字段无法解析,没必要一定要删除一个不需要的字段,所以不考虑这种情况
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- 增加字段无法解析,可以考虑通过版本号去控制,或者增加新的协议类去解决(组合大于继承,协议类应该对扩展开放,对修改关闭)
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- 轻量级实现,核心序列化和反序列化代码一千行左右
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- 优化了int和long的zigzag和varint编码的算法,避免了一些多余的方法调用和位操作
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- 数据压缩体积小,压缩体积比kryo和protobuf都要小;比kryo小是因为kryo需要写入每个对象的注册号
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- 智能语法分析,错误的协议定义将无法启动程序并给出错误警告
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- 提升开发效率,完全支持POJO方式开发,使用非常简单
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```
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设计模式六大原则中的开闭原则是对扩展开放,对修改关闭。协议的设计涉及到功能应该也要遵守这个原则。
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目前的序列化过后对象的大小如下:
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简单对象,zfoo包体大小8,kryo包体大小5,protobuf包体大小8
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常规对象,zfoo包体大小547,kryo包体大小594,protobuf包体大小984
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复杂对象,zfoo包体大小2214,kryo包体大小2525,protobuf包体大小5091
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如果考虑支持修改协议类字段名称,必须让字段的读写顺序可控,这就需要注解来标识字段的顺序(protostuff就是这样做的),但是感觉这样不优雅。
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如果考虑支持字段增加和减少,需要消耗5%左右的性能(预估),并且增加一倍的包体积大小(写入字段的顺序),感觉不是非常划算。
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因为可以通过协议版本号来解决这个问题,所以去支持这样的增删操作动力并不是非常的大。
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对于服务器来说协议一般有对内和对外的协议,对外protobuf用起来还行,但是服务器的内部调用protobuf用的就少了,用zfoo就可以统一对内和对外的协议。
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常规对象,zfoo包体大小430,kryo包体大小483,protobuf包体大小793
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复杂对象,zfoo包体大小2216,kryo包体大小2528,protobuf包体大小5091
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```
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### Ⅵ. 协议规范
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@@ -88,22 +78,32 @@ cpu: i9900k
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- 协议类必须是简单的javabean,不能继承任何其它的类,但是可以继承接口
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- 默认的数据格式支持,无需用户手动注册,[参考类定义](src/test/java/com/zfoo/protocol/packet/ComplexObject.java)
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- boolean,byte,short,int,long,float,double,char,String
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- Boolean,Byte,Short,Integer,Long,Float,Double,Character,序列化的时候如果null,会给个默认值0(Character默认值为Character.MIN_VALUE)
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||||
- int[],Integer[],如果是null,则解析后的为一个长度为0的数组
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- 原生泛型List,Set,Map,反序列化返回类型为HashSet,ArrayList,HashMap,并且空指针安全(返回大小为0的集合)
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||||
- List<Integer>,必须指定泛型类,如果发送的是[1,1,null,1],接收到的是[1,1,0,1]
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||||
- List<XXXClass>,如果发送的是[obj,obj,null,obj],接收到的是[obj,obj,null,obj],即引用类型序列化之前为null,序列化之后同样为null
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- boolean,byte,short,int,long,float,double,char,String
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- Boolean,Byte,Short,Integer,Long,Float,Double,Character,序列化的时候如果null,会给个默认值0(Character默认值为Character.MIN_VALUE)
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||||
- int[],Integer[],如果是null,则解析后的为一个长度为0的数组
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||||
- 原生泛型List,Set,Map,反序列化返回类型为HashSet,ArrayList,HashMap,并且空指针安全(返回大小为0的集合)
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||||
- List<Integer>,必须指定泛型类,如果发送的是[1,1,null,1],接收到的是[1,1,0,1]
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||||
- List<XXXClass>,如果发送的是[obj,obj,null,obj],接收到的是[obj,obj,null,obj],即引用类型序列化之前为null,序列化之后同样为null
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- 不支持的数据格式,因为zfoo会自动识别不支持的类型并且给出错误警告,所以用户不必太关心
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- int[][],二维以上数组,考虑到不是所有语言都支持多维数组
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- List<Integer>[],Map<Integer, Integer>[],Java语言本身就没有支持泛型类数组
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- List<int[]>,Map<Integer, Integer[]>,泛型里面套数组,这种写法看起来比较奇怪,实际使用的地方很少
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- 枚举类,考虑到很多其他语言不支持枚举类,可以用int或者string在代码层面做替换
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- 自定义泛型类XXXClass<T>,泛型类在很多框架中都极易出现性能上和解析上的问题,而且并不是所有语言都支持
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||||
- 循环引用,虽然底层支持循环引用,但是考虑到循环引用带来语义上难以理解,容易出现错误,所以就屏蔽了
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- int[][],二维以上数组,考虑到不是所有语言都支持多维数组
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- List<Integer>[],Map<Integer, Integer>[],Java语言本身就没有支持泛型类数组
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- List<int[]>,Map<Integer, Integer[]>,泛型里面套数组,这种写法看起来比较奇怪,实际使用的地方很少
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||||
- 枚举类,考虑到很多其他语言不支持枚举类,可以用int或者string在代码层面做替换
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- 自定义泛型类XXXClass<T>,泛型类在很多框架中都极易出现性能上和解析上的问题,而且并不是所有语言都支持
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||||
- 循环引用,虽然底层支持循环引用,但是考虑到循环引用带来语义上难以理解,容易出现错误,所以就屏蔽了
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### Ⅵ. 用途
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### Ⅶ. 待解决的问题
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- 通信协议
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- 对象复制,深克隆
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- 为了代码的优雅,zfoo protocol要求全部的协议类都要继承IPacket,但是可以保证不损失性能的情况下支持不继承IPacket的设计,这个有待继续讨论。
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- 协议类修改
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- 修改字段名称过后无法解析,内部默认使用字段的名称按照字符串的自然顺序来依次读写的(也可以自定义),所以修改名称会导致读写顺序变化导致出现异常
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- 减少字段无法解析,没必要一定要删除一个不需要的字段,所以不考虑这种情况
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- 增加字段,需要加上Compatible,order需要自然增大
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```
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设计模式六大原则中的开闭原则是对扩展开放,对修改关闭。协议的设计涉及到功能应该也要遵守这个原则,优先增加新的协议而不是修改现有协议。
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协议类修改,可以考虑通过版本号去控制,或者增加新的协议类去解决(组合大于继承,协议类应该对扩展开放,对修改关闭)
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```
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@@ -15,10 +15,8 @@ package com.zfoo.protocol;
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import com.esotericsoftware.kryo.Kryo;
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import com.esotericsoftware.kryo.io.ByteBufferInput;
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import com.esotericsoftware.kryo.io.ByteBufferOutput;
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import com.esotericsoftware.kryo.io.Input;
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import com.esotericsoftware.kryo.io.Output;
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import com.esotericsoftware.kryo.unsafe.UnsafeInput;
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import com.esotericsoftware.kryo.unsafe.UnsafeOutput;
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import com.google.protobuf.ByteString;
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import com.google.protobuf.CodedInputStream;
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import com.google.protobuf.CodedOutputStream;
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@@ -33,7 +31,6 @@ import io.netty.buffer.UnpooledUnsafeHeapByteBuf;
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import org.junit.Ignore;
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import org.junit.Test;
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import java.nio.ByteBuffer;
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import java.util.*;
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import java.util.concurrent.CountDownLatch;
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import java.util.concurrent.ExecutorService;
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@@ -54,8 +51,8 @@ public class SpeedTest {
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* <p>
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* 包体大小:
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* 简单对象,zfoo包体大小8,kryo包体大小5,protobuf包体大小8
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* 常规对象,zfoo包体大小547,kryo包体大小594,protobuf包体大小984
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||||
* 复杂对象,zfoo包体大小2214,kryo包体大小2525,protobuf包体大小5091
|
||||
* 常规对象,zfoo包体大小430,kryo包体大小483,protobuf包体大小793
|
||||
* 复杂对象,zfoo包体大小2216,kryo包体大小2528,protobuf包体大小5091
|
||||
*/
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@Ignore
|
||||
@Test
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||||
@@ -140,8 +137,8 @@ public class SpeedTest {
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public void kryoTest() {
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var kryo = kryos.get();
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||||
var output = new Output(1024 * 8);
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||||
var input = new Input(output.getBuffer());
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||||
var output = new UnsafeOutput(1024 * 8);
|
||||
var input = new UnsafeInput(output.getBuffer());
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// 序列化和反序列化简单对象
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long startTime = System.currentTimeMillis();
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