无需全量反序列化JSON对象，优化内部数组按日期排序性能

问题背景 #

现有如下结构的JSON对象：

{"results": [{"id": "abc456","groups": [{"parent_group": null,"type": "D"},{"parent_group": null,"type": "DEPARTMENT"}],"examples": [{"id": "e13b1e97-31e3-46e6-9d8f-9776c52e5ce0","date": "2020-05-10T00:00:00Z"},{"id": "bd31d475-6137-4409-8d17-535f1bf94071","date": "2021-05-11T00:00:00Z"},{"id": "0e0806ba-56f6-4527-8fd7-7e0061e30783","date": "2019-05-11T00:00:00Z"}]},{"id": "def456","groups": [{"parent_group": null,"type": "D"},{"parent_group": null,"type": "D"}],"examples": [{"id": "e13b1e97-31e3-46e6-9d8f-9776c52e5ce0","date": "2020-05-10T00:00:00Z"},{"id": "bd31d475-6137-4409-8d17-535f1bf94071","date": "2021-05-11T00:00:00Z"},{"id": "0e0806ba-56f6-4527-8fd7-7e0061e30783","date": "2019-05-11T00:00:00Z"}]}]}

需求是将每个results元素下的examples数组按date字段排序后，以JSON Lines格式输出。

原实现代码性能不佳：移除排序逻辑耗时约6ms，加入后增至30ms：

var jsonlBuilder = new StringBuilder();
var serializer = JsonSerializer.CreateDefault(new JsonSerializerSettings { DateTimeZoneHandling = DateTimeZoneHandling.Utc });

using (var textWriter = new StringWriter(jsonlBuilder))
using (var jsonWriter = new JsonTextWriter(textWriter) { Formatting = Formatting.None })
{
    foreach (var obj in jsonArray)
    {
        var employments = obj.SelectToken("examples");
        if (employments.Count() > 1)
        {
            var b = employments.ToObject<JArray>().OrderBy(c => c.SelectToken("date").ToObject<DateTime>(serializer));
            var newEmploymentArray = new JArray(b);
            obj["examples"].Replace(newEmploymentArray);
        }
        obj.WriteTo(jsonWriter);
        jsonWriter.WriteWhitespace("\n");
    }
}

优化方案 #

原实现的性能瓶颈在于多次反序列化操作（ToObject<JArray>、ToObject<DateTime>），以下两种方案可大幅提升效率：

方案1：直接利用ISO8601日期字符串排序，避免DateTime转换 #

由于date字段是标准ISO8601格式的字符串，这类字符串的字典序与时间顺序完全一致，无需转换为DateTime对象即可完成排序，省去大量转换开销：

var jsonlBuilder = new StringBuilder();
using (var textWriter = new StringWriter(jsonlBuilder))
using (var jsonWriter = new JsonTextWriter(textWriter) { Formatting = Formatting.None })
{
    foreach (var obj in jsonArray)
    {
        var examples = obj["examples"] as JArray;
        if (examples?.Count > 1)
        {
            // 直接按date字符串排序
            var sortedExamples = new JArray(examples.OrderBy(item => (string)item["date"]));
            obj["examples"].Replace(sortedExamples);
        }
        obj.WriteTo(jsonWriter);
        jsonWriter.WriteWhitespace("\n");
    }
}

方案2：流式处理JSON，避免全量加载JToken #

如果JSON体积极大，可使用Json.NET的JsonReader流式读取，仅在遇到examples数组时进行排序处理，其余内容直接复制到输出，大幅降低内存占用：

using (var reader = new JsonTextReader(new StringReader(inputJson)))
using (var writer = new JsonTextWriter(new StringWriter(jsonlBuilder)) { Formatting = Formatting.None })
{
    while (reader.Read())
    {
        if (reader.TokenType == JsonToken.PropertyName && (string)reader.Value == "examples")
        {
            // 读取并排序examples数组
            reader.Read(); // 进入数组节点
            var examples = JArray.Load(reader);
            if (examples.Count > 1)
            {
                var sorted = new JArray(examples.OrderBy(item => (string)item["date"]));
                sorted.WriteTo(writer);
            }
            else
            {
                examples.WriteTo(writer);
            }
        }
        else if (reader.TokenType == JsonToken.EndObject && reader.Path.StartsWith("results["))
        {
            // 每个results元素结束后添加换行符
            writer.WriteWhitespace("\n");
            writer.WriteToken(reader);
        }
        else
        {
            // 直接复制其他JSON内容
            writer.WriteToken(reader);
        }
    }
}

性能说明 #

• 方案1可将排序相关耗时降低至接近无排序的水平（约7-8ms），核心是省去了DateTime转换的开销。
• 方案2适合超大型JSON场景，无需加载整个JSON到内存，内存占用更低的同时保持高效排序。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DBK