orjson是一个JSON库，可以快速准确地完成Python对象与JSON格式的相互转换。与 Python 原生 JSON 库和其他第三方 JSON 库相比，orjson功能更丰富，效率更高。源代码地址：https ://github.com/ijl/orjson

orjson的优缺点

• Datetime，日期和时间实例可以序列化为 RFC 3339 格式，例如：“2022–09–19T00:00:00+00:00”
• 序列化numpy.ndarray实例比其他库快4-12倍，但使用的内存更少，大约是其他库的1/3
• 输出速度比标准库快10到20倍
• 序列化的结果是bytes，而不是str
• 序列化str时，unicode不转义为ASCII
• 序列化浮点数比其他库快10 倍，反序列化速度是其他库的两倍
• 可以直接序列化str、int、list和dict的子类
• 没有提供 load ()和 dump ()方法。标准库JSON 库中，load ()方法可以将 JSON 格式的文件转换为 python 对象

安装orjson

orjson 只支持64位 Python 3.7以上的所有版本，使用pip安装即可。

pip install orjson

irjson的基本用法

首先用 orjson 序列化一个字典，然后反序列化结果。其中option这个参数代表序列化数据类型，比如时间、numpy。

import orjson, datetime, numpy


data = {
    "type": "job",
    "created_at": datetime.datetime(2022, 9, 20),
    "status": "ok",
    "payload": numpy.array([[1, 2], [3, 4]]),
}


serialize = orjson.dumps(data, option=orjson.OPT_NAIVE_UTC | orjson.OPT_SERIALIZE_NUMPY)  # 序列化
print(serialize)
deserialize = orjson.loads(serialize)  #反序列化
print(deserialize)

运行代码输出如下：

dumps()可以将 Python 对象序列化为 JSON 数据，但与原生 JSON 库不同的是，获取的 JSON 数据orjson.dumps()是 bytes 类型，省略了将 bytes 转换为 str 的操作，因此速度会大大提高加速，loads()可以将 JSON 数据转换为 Python 对象。该方法支持多种数据类型，包括：bytes、bytearray、memoryview、str

性能分析

这里我拿orjson、ujson、simplejson，json来序列化一个包含100000个元素的列表来看看执行耗时。

代码如下：

import orjson, time
import random
start = time.time()
data = [{
    'id': 1,
    'value': random.uniform(0,2000)
}
for i in range(1000000)]
orjson.dumps(data)
end = time.time()
print("Total time " + str(round(end-start, 2)) + ' s')

以下是每个库执行的耗时表格及截图。

序列dateclass类型

import dataclasses, orjson, typing
@dataclasses.dataclass
class Member:
    id: int
    active: bool = dataclasses.field(default=False)
@dataclasses.dataclass
class Object:
    id: int
    name: str
    members: typing.List[Member]
print(orjson.dumps(Object(1, "a", [Member(1, True), Member(2)])))

运行结果：

序列化浮点数类型

orjson序列化和反序列化双精度浮点数而不损失精度。序列化NaN, Infinity, -Infinity时返回 null

import orjson
print(orjson.dumps([float("NaN"), float("Infinity"), float("-Infinity")]))
print(orjson.dumps([float("0.4819"),float("0.11")]))

序列化整数

orjson可以序列化和反序列化整数。但网页浏览器只支持 53 位整数，当值超过53位时，JSONEncodeError 将被引发。

import orjson

print(orjson.dumps(9007199254740992))
print(orjson.dumps(9007199254740992, option=orjson.OPT_STRICT_INTEGER))

序列化numpy

序列化numpy数据需要使用option=orjson.OPT_SERIALIZE_NUMPY

import orjson, numpy
print(orjson.dumps(
        numpy.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]]),
        option=orjson.OPT_SERIALIZE_NUMPY,
))

序列化字符串

orjson仅处理 UTF-8 格式的字符串。如果将UTF-16字符传递给orjson.dumps()，则会引发错误。

import orjson

print(orjson.dumps('status: ok'))
print(orjson.dumps('\ud800'))

序列化UUID

orjson可以uuid.UUID将实例序列化为 RFC 4122 格式

import uuid,orjson
print(orjson.dumps(uuid.UUID('f81d4fae-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6')))
print(orjson.dumps(uuid.uuid5(uuid.NAMESPACE_DNS, "python.org")))