JSON SAX parsing for chaotic

[nmaks2012]

SAX-парсинг JSON в пользовательские типы

Этот PR добавляет возможность эффективного парсинга JSON напрямую в пользовательские структуры данных, минуя промежуточное DOM-представление, с использованием SAX-парсеров.

Основные изменения

DOM-подход

// Парсинг через промежуточное DOM-представление
formats::json::Value json = formats::json::FromString(doc);
std::unordered_map<std::string, int> data = json.As<std::unordered_map<std::string, int>>();

SAX-подход

// Прямой парсинг в целевую структуру
std::unordered_map<std::string, int> data = formats::json::FromStringAs<std::unordered_map<std::string, int>>(doc);

Под капотом:

1. Создание специализированного парсера через parser::CreateParser()
2. SAX-обработка: токены JSON обрабатываются напрямую соответствующими парсерами
3. Типизированное построение: данные сразу складываются в целевую структуру
4. Отсутствие промежуточных преобразований: JSON → целевой тип за один проход

Бенчмарки

Таблица:

Running ./userver-universal-benchmark
Run on (16 X 3686.4 MHz CPU s)
CPU Caches:
  L1 Data 32 KiB (x16)
  L1 Instruction 32 KiB (x16)
  L2 Unified 4096 KiB (x16)
  L3 Unified 16384 KiB (x1)
Load Average: 1.13, 1.28, 0.95
***WARNING*** Library was built as DEBUG. Timings may be affected.

	SAX			DOM			Perf
	Time	CPU	Iterations	Time	CPU	Iterations	Time, ns	CPU, ns	Time, %	CPU, %
SaxParseSimpleStructFromStringAs/1	5116 ns	5116 ns	275306	DomParseSimpleStruct/1	5322 ns	5321 ns	264468	206	205	3,87%
SaxParseSimpleStructFromStringAs/4	6303 ns	6302 ns	221304	DomParseSimpleStruct/4	6615 ns	6614 ns	209661	312	312	4,72%
SaxParseSimpleStructFromStringAs/16	10328 ns	10328 ns	134939	DomParseSimpleStruct/16	10941 ns	10940 ns	128994	613	612	5,60%
SaxParseSimpleStructFromStringAs/64	24819 ns	24819 ns	56478	DomParseSimpleStruct/64	26508 ns	26507 ns	53255	1689	1688	6,37%
SaxParseSimpleStructFromStringAs/256	82940 ns	82938 ns	16699	DomParseSimpleStruct/256	90222 ns	90216 ns	15589	7282	7278	8,07%
SaxParseSimpleStructFromStringAs/1024	316202 ns	316190 ns	4411	DomParseSimpleStruct/1024	339438 ns	339426 ns	4123	23236	23236	6,85%
SaxParseComplexStructFromStringAs/1	9834 ns	9833 ns	143433	DomParseComplexStruct/1	10169 ns	10169 ns	138846	335	336	3,29%
SaxParseComplexStructFromStringAs/4	26788 ns	26788 ns	52468	DomParseComplexStruct/4	29051 ns	29048 ns	49034	2262	2260	7,79%
SaxParseComplexStructFromStringAs/16	156112 ns	156107 ns	8951	DomParseComplexStruct/16	169352 ns	169338 ns	8209	13240	13231	7,82%
SaxParseComplexStructFromStringAs/64	1650762 ns	1650732 ns	834	DomParseComplexStruct/64	1851327 ns	1851213 ns	750	200565	200481	10,83%
SaxParseComplexStructFromStringAs/256	24558738 ns	24557241 ns	57	DomParseComplexStruct/256	27121241 ns	27120259 ns	52	2562503	2563018	9,45%
SaxParseVectorIntFromStringAs/1	867 ns	867 ns	158161	DomParseVectorInt/1	1558 ns	1558 ns	893788	691	691	44,35%
SaxParseVectorIntFromStringAs/4	1468 ns	1468 ns	957918	DomParseVectorInt/4	2721 ns	2721 ns	521929	1253	1253	46,05%
SaxParseVectorIntFromStringAs/16	3896 ns	3895 ns	359462	DomParseVectorInt/16	6835 ns	6835 ns	204210	2939	2940	43,00%
SaxParseVectorIntFromStringAs/64	13377 ns	13377 ns	104359	DomParseVectorInt/64	22020 ns	22019 ns	6241	8643	8642	39,25%
SaxParseVectorIntFromStringAs/256	53308 ns	53307 ns	26285	DomParseVectorInt/256	83907 ns	83903 ns	16612	30599	30596	36,47%
SaxParseVectorIntFromStringAs/1024	214101 ns	214089 ns	6598	DomParseVectorInt/1024	328359 ns	328341 ns	4262	114258	114252	34,80%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/1	1172 ns	1172 ns	1189449	DomParseMapStringInt/1	2557 ns	2557 ns	547625	1385	1385	54,17%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/4	3220 ns	3220 ns	428236	DomParseMapStringInt/4	6965 ns	6962 ns	197936	3745	3742	53,77%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/16	12724 ns	12723 ns	110924	DomParseMapStringInt/16	23668 ns	23667 ns	60758	10944	10944	46,24%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/64	55152 ns	55150 ns	25446	DomParseMapStringInt/64	104215 ns	104211 ns	13357	49063	49061	47,08%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/256	240604 ns	240589 ns	5795	DomParseMapStringInt/256	464444 ns	464414 ns	3009	223840	223825	48,20%
SaxParseMapStringIntFromStringAs/1024	1045431 ns	1045376 ns	1345	DomParseMapStringInt/1024	2091133 ns	2091057 ns	666	1045702	1045681	50,01%

• Значительное ускорение до 50% для STL контейнеров любой вложенности
• Умеренное ускорение для пользовательских типов - 3-10% (Меньший выигрыш из-за использования JsonValueParser)

Технические детали

Для STL контейнеров:

// Прямой парсинг - нет промежуточных преобразований
std::vector<std::vector<int>> items = formats::json::FromStringAs<std::vector<std::vector<int>>>(json);
// Используется ArrayParser → ElementParser цепочка парсеров

Для пользовательских типов:

struct User{
   int id;
   std::string name;
}
// Двойное преобразование через JsonValueParser
User user = formats::json::FromStringAs<User>(json);
// Используется JsonValueParser → Value → As<User>() цепочка парсеров

Причины разной производительности между STL и пользовательскими типами

STL контейнеры:

• Прямое построение контейнера из JSON токенов
• Нулевые промежуточные преобразования

Пользовательские типы:

• Промежуточное построение formats::json::Value
• Дополнительный вызов As() с проверками

В будущем можно поработать над улучшением производительности для пользовательских типов.

Closes #987

---

Note: by creating a PR or an issue you automatically agree to the CLA. See CONTRIBUTING.md. Feel free to remove this note, the agreement holds.