Jackson，最牛掰的 Java JSON 解析器

沉默王二

发布于 2020-12-15 14:30:31

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发布于 2020-12-15 14:30:31

文章被收录于专栏：沉默王二

在当今的编程世界里，JSON 已经成为将信息从客户端传输到服务器端的首选协议，可以好不夸张的说，XML 就是那个被拍死在沙滩上的前浪。

很不幸的是，JDK 没有 JSON 库，不知道为什么不搞一下。Log4j 的时候，为了竞争，还推出了 java.util.logging，虽然最后也没多少人用。

Java 之所以牛逼，很大的功劳在于它的生态非常完备，JDK 没有 JSON 库，第三方类库有啊，还挺不错，比如说本篇的猪脚——Jackson，GitHub 上标星 6.1k，Spring Boot 的默认 JSON 解析器。

怎么证明这一点呢？

当我们通过 starter 新建一个 Spring Boot 的 Web 项目后，就可以在 Maven 的依赖项中看到 Jackson 的身影。

Jackson 有很多优点：

解析大文件的速度比较快；
运行时占用的内存比较少，性能更佳；
API 很灵活，容易进行扩展和定制。

Jackson 的核心模块由三部分组成：

jackson-core，核心包，提供基于“流模式”解析的相关 API，包括 JsonPaser 和 JsonGenerator。
jackson-annotations，注解包，提供标准的注解功能；
jackson-databind ，数据绑定包，提供基于“对象绑定”解析的相关 API （ ObjectMapper ）和基于“树模型”解析的相关 API （JsonNode）。

01、引入 Jackson 依赖

要想使用 Jackson，需要在 pom.xml 文件中添加 Jackson 的依赖。

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.10.1</version>
</dependency>

jackson-databind 依赖于 jackson-core 和 jackson-annotations，所以添加完 jackson-databind 之后，Maven 会自动将 jackson-core 和 jackson-annotations 引入到项目当中。

Maven 之所以讨人喜欢的一点就在这，能偷偷摸摸地帮我们把该做的做了。

02、使用 ObjectMapper

Jackson 最常用的 API 就是基于”对象绑定” 的 ObjectMapper，它通过 writeValue 的系列方法将 Java 对象序列化为 JSON，并且可以存储成不同的格式。

writeValueAsString(Object value) 方法，将对象存储成字符串
writeValueAsBytes(Object value) 方法，将对象存储成字节数组
writeValue(File resultFile, Object value) 方法，将对象存储成文件

来看一下存储成字符串的代码示例：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

/**
 * 微信搜索「沉默王二」，回复 Java
 *
 * @author 沉默王二
 * @date 2020/11/26
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        Writer wanger = new Writer("沉默王二", 18);
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String jsonString = mapper.writerWithDefaultPrettyPrinter()
                .writeValueAsString(wanger);
        System.out.println(jsonString);
    }
}

class Writer {
    private String name;
    private int age;

    public Writer(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

程序输出结果如下所示：

{
  "name" : "沉默王二",
  "age" : 18
}

不是所有的字段都支持序列化和反序列化，需要符合以下规则：

如果字段的修饰符是 public，则该字段可序列化和反序列化（不是标准写法）。
如果字段的修饰符不是 public，但是它的 getter 方法和 setter 方法是 public，则该字段可序列化和反序列化。getter 方法用于序列化，setter 方法用于反序列化。
如果字段只有 public 的 setter 方法，而无 public 的 getter 方法，则该字段只能用于反序列化。

如果想更改默认的序列化和反序列化规则，需要调用 ObjectMapper 的 setVisibility() 方法。否则将会抛出 InvalidDefinitionException 异常。

ObjectMapper 通过 readValue 的系列方法从不同的数据源将 JSON 反序列化为 Java 对象。

readValue(String content, Class<T> valueType) 方法，将字符串反序列化为 Java 对象
readValue(byte[] src, Class<T> valueType) 方法，将字节数组反序列化为 Java 对象
readValue(File src, Class<T> valueType) 方法，将文件反序列化为 Java 对象

来看一下将字符串反序列化为 Java 对象的代码示例：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String jsonString = "{\n" +
                "  \"name\" : \"沉默王二\",\n" +
                "  \"age\" : 18\n" +
                "}";
        Writer deserializedWriter = mapper.readValue(jsonString, Writer.class);
        System.out.println(deserializedWriter);
    }
}

class Writer{
    private String name;
    private int age;

    // getter/setter

    @Override
    public String toString() {
        return "Writer{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

程序输出结果如下所示：

Writer{name='沉默王二', age=18}

PS：如果反序列化的对象有带参的构造方法，它必须有一个空的默认构造方法，否则将会抛出 InvalidDefinitionException 一行。

Exception in thread "main" com.fasterxml.jackson.databind.exc.InvalidDefinitionException: Cannot construct instance of `com.itwanger.jackson.Writer` (no Creators, like default construct, exist): cannot deserialize from Object value (no delegate- or property-based Creator)
 at [Source: (String)"{
  "name" : "沉默王二",
  "age" : 18
}"; line: 2, column: 3]
 at com.fasterxml.jackson.databind.exc.InvalidDefinitionException.from(InvalidDefinitionException.java:67)
 at com.fasterxml.jackson.databind.DeserializationContext.reportBadDefinition(DeserializationContext.java:1589)
 at com.fasterxml.jackson.databind.DeserializationContext.handleMissingInstantiator(DeserializationContext.java:1055)
 at com.fasterxml.jackson.databind.deser.BeanDeserializerBase.deserializeFromObjectUsingNonDefault(BeanDeserializerBase.java:1297)
 at com.fasterxml.jackson.databind.deser.BeanDeserializer.deserializeFromObject(BeanDeserializer.java:326)
 at com.fasterxml.jackson.databind.deser.BeanDeserializer.deserialize(BeanDeserializer.java:159)
 at com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper._readMapAndClose(ObjectMapper.java:4202)
 at com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper.readValue(ObjectMapper.java:3205)
 at com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper.readValue(ObjectMapper.java:3173)
 at com.itwanger.jackson.Demo.main(Demo.java:19)

Jackson 最常用的 API 就是基于”对象绑定” 的 ObjectMapper，

ObjectMapper 也可以将 JSON 解析为基于“树模型”的 JsonNode 对象，来看下面的示例。

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.JsonNode;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

public class JsonNodeDemo {
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String json = "{ \"name\" : \"沉默王二\", \"age\" : 18 }";
        JsonNode jsonNode = mapper.readTree(json);
        String name = jsonNode.get("name").asText();
        System.out.println(name); // 沉默王二
    }
}

借助 TypeReference 可以将 JSON 字符串数组转成泛型 List，来看下面的示例：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.core.type.TypeReference;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

import java.util.List;

public class TypeReferenceDemo {
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        String json = "[{ \"name\" : \"沉默王三\", \"age\" : 18 }, { \"name\" : \"沉默王二\", \"age\" : 19 }]";
        List<Author> listAuthor = mapper.readValue(json, new TypeReference<List<Author>>(){});
        System.out.println(listAuthor);
    }
}
class Author{
    private String name;
    private int age;

    // getter/setter

    // toString
}

03、更高级的配置

Jackson 之所以牛掰的一个很重要的因素是可以实现高度灵活的自定义配置。

在实际的应用场景中，JSON 中常常会有一些 Java 对象中没有的字段，这时候，如果直接解析的话，会抛出 UnrecognizedPropertyException 异常。

下面是一串 JSON 字符串：

String jsonString = "{\n" +
                "  \"name\" : \"沉默王二\",\n" +
                "  \"age\" : 18\n" +
                "  \"sex\" : \"男\",\n" +
                "}";

但 Java 对象 Writer 中没有定义 sex 字段：

class Writer{
    private String name;
    private int age;

    // getter/setter
}

我们来尝试解析一下：

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
Writer deserializedWriter = mapper.readValue(jsonString, Writer.class);

不出意外，抛出异常了，sex 无法识别。

Exception in thread "main" com.fasterxml.jackson.databind.exc.UnrecognizedPropertyException: Unrecognized field "sex" (class com.itwanger.jackson.Writer), not marked as ignorable (2 known properties: "name", "age"])
 at [Source: (String)"{
  "name" : "沉默王二",
  "age" : 18,
  "sex" : "男"
}"; line: 4, column: 12] (through reference chain: com.itwanger.jackson.Writer["sex"])

怎么办呢？可以通过 configure() 方法忽略掉这些“无法识别”的字段。

mapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);

除此之外，还有其他一些有用的配置信息，来了解一下：

// 在序列化时忽略值为 null 的属性
mapper.setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);
// 忽略值为默认值的属性
mapper.setDefaultPropertyInclusion(JsonInclude.Include.NON_DEFAULT);

04、处理日期格式

对于日期类型的字段，比如说 java.util.Date，如果不指定格式，序列化后将显示为 long 类型的数据，这种默认格式的可读性很差。

{
  "age" : 18,
  "birthday" : 1606358621209
}

怎么办呢？

第一种方案，在 getter 上使用 @JsonFormat 注解。

private Date birthday;

// GMT+8 是指格林尼治的标准时间，在加上八个小时表示你现在所在时区的时间
@JsonFormat(timezone = "GMT+8", pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
public Date getBirthday() {
    return birthday;
}

public void setBirthday(Date birthday) {
    this.birthday = birthday;
}

再来看一下结果：

{
  "age" : 18,
  "birthday" : "2020-11-26 03:02:30"
}

具体代码如下所示：

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
Writer wanger = new Writer("沉默王二", 18);
wanger.setBirthday(new Date());
String jsonString = mapper.writerWithDefaultPrettyPrinter()
                .writeValueAsString(wanger);
System.out.println(jsonString);

第二种方案，调用 ObjectMapper 的 setDateFormat() 方法。

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
mapper.setDateFormat(StdDateFormat.getDateTimeInstance());
Writer wanger = new Writer("沉默王二", 18);
wanger.setBirthday(new Date());
String jsonString = mapper.writerWithDefaultPrettyPrinter()
                .writeValueAsString(wanger);
System.out.println(jsonString);

输出结果如下所示：

{
  "name" : "沉默王二",
  "age" : 18,
  "birthday" : "2020年11月26日 上午11:09:51"
}

05、字段过滤

在将 Java 对象序列化为 JSON 时，可能有些字段需要过滤，不显示在 JSON 中，Jackson 有一种比较简单的实现方式。

@JsonIgnore 用于过滤单个字段。

@JsonIgnore
public String getName() {
    return name;
}

@JsonIgnoreProperties 用于过滤多个字段。

@JsonIgnoreProperties(value = { "age","birthday" })
class Writer{
    private String name;
    private int age;
    private Date birthday;
}

06、自定义序列化和反序列化

当 Jackson 默认序列化和反序列化不能满足实际的开发需要时，可以自定义新的序列化和反序列化类。

自定义的序列化类需要继承 StdSerializer，同时重写 serialize() 方法，利用 JsonGenerator 生成 JSON，示例如下：

public class CustomSerializer extends StdSerializer<Man> {
    protected CustomSerializer(Class<Man> t) {
        super(t);
    }

    public CustomSerializer() {
        this(null);
    }

    @Override
    public void serialize(Man value, JsonGenerator gen, SerializerProvider provider) throws IOException {
        gen.writeStartObject();
        gen.writeStringField("name", value.getName());
        gen.writeEndObject();
    }
}

class Man{
    private int age;
    private String name;

    public Man(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

定义好自定义序列化类后，要想在程序中调用它们，需要将其注册到 ObjectMapper 的 Module 中，示例如下所示：

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
SimpleModule module =
        new SimpleModule("CustomSerializer", new Version(1, 0, 0, null, null, null));
module.addSerializer(Man.class, new CustomSerializer());
mapper.registerModule(module);
Man man = new Man( 18,"沉默王二");
String json = mapper.writeValueAsString(man);
System.out.println(json);

程序输出结果如下所示：

{"name":"沉默王二"}

自定义序列化类 CustomSerializer 中没有添加 age 字段，所以只输出了 name 字段。

再来看一下自定义的反序列化类，继承 StdDeserializer，同时重写 deserialize() 方法，利用 JsonGenerator 读取 JSON，示例如下：

public class CustomDeserializer extends StdDeserializer<Woman> {
    protected CustomDeserializer(Class<?> vc) {
        super(vc);
    }

    public CustomDeserializer() {
        this(null);
    }

    @Override
    public Woman deserialize(JsonParser p, DeserializationContext ctxt) throws IOException, JsonProcessingException {
        JsonNode node = p.getCodec().readTree(p);
        Woman woman = new Woman();
        int age = (Integer) ((IntNode) node.get("age")).numberValue();
        String name = node.get("name").asText();
        woman.setAge(age);
        woman.setName(name);
        return woman;
    }
}
class Woman{
    private int age;
    private String name;

    public Woman() {
    }

    // getter/setter

    @Override
    public String toString() {
        return "Woman{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

通过 JsonNode 把 JSON 读取到一个树形结构中，然后通过 JsonNode 的 get 方法将对应字段读取出来，然后生成新的 Java 对象，并返回。

定义好自定义反序列化类后，要想在程序中调用它们，同样需要将其注册到 ObjectMapper 的 Module 中，示例如下所示：

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
SimpleModule module =
        new SimpleModule("CustomDeserializer", new Version(1, 0, 0, null, null, null));
module.addDeserializer(Woman.class, new CustomDeserializer());
mapper.registerModule(module);
String json = "{ \"name\" : \"三妹\", \"age\" : 18 }";
Woman woman = mapper.readValue(json, Woman.class);
System.out.println(woman);

程序输出结果如下所示：