Jackson的高級應用(轉)


Jackson 是當前用的比較廣泛的,用來序列化和反序列化 JSON 的 Java 的開源框架。Jackson 社 區相對比較活躍,更新速度也比較快, 從 Github 中的統計來看,Jackson 是最流行的 JSON 解析器之一 。 Spring MVC 的默認 JSON 解析器便是 Jackson。 Jackson 優點很多。 Jackson 所依賴的 jar 包較少 ,簡單易用。與其他 Java 的 JSON 的框架 Gson 等相比, Jackson 解析大的 JSON 文件速度比較快;Jackson 運行時占用內存比較低,性能比較好;Jackson 有靈活的 API,可以很容易進行擴展和定制。

Jackson 的 1.x 版本的包名是 org.codehaus.jackson ,當升級到 2.x 版本時,包名變為 com.fasterxml.jackson,本文討論的內容是基於最新的 Jackson 的 2.9.1 版本。

Jackson 的核心模塊由三部分組成。

  • jackson-core,核心包,提供基於"流模式"解析的相關 API,它包括 JsonPaser 和 JsonGenerator。 Jackson 內部實現正是通過高性能的流模式 API 的 JsonGenerator 和 JsonParser 來生成和解析 JSON。
  • jackson-annotations,注解包,提供標准注解功能;
  • jackson-databind ,數據綁定包, 提供基於"對象綁定" 解析的相關 API ( ObjectMapper ) 和"樹模型" 解析的相關 API (JsonNode);基於"對象綁定" 解析的 API 和"樹模型"解析的 API 依賴基於"流模式"解析的 API。

在了解 Jackson 的概要情況之后,下面介紹 Jackson 的基本用法。

Jackson 的 基本用法

若想在 Java 代碼中使用 Jackson 的核心模塊的 jar 包 ,需要在 pom.xml 中添加如下信息。

清單 1.在 pom.xml 的 Jackson 的配置信息

<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
<artifactId>jackson-databind</artifactId>
<version>2.9.1</version>
</dependency>

jackson-databind 依賴 jackson-core 和 jackson-annotations,當添加 jackson-databind 之后, jackson-core 和 jackson-annotations 也隨之添加到 Java 項目工程中。在添加相關依賴包之后,就可以使用 Jackson。

ObjectMapper 的使用

Jackson 最常用的 API 就是基於"對象綁定" 的 ObjectMapper。下面是一個 ObjectMapper 的使用的簡單示例。

清單 2 . ObjectMapper 使用示例

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
Person person = new Person();
person.setName("Tom");
person.setAge(40);
String JSONString = mapper.writerWithDefaultPrettyPrinter().writeValueAsString(person);
Person deserializedPerson = mapper.readValue(JSONString, Person.class);

ObjectMapper 通過 writeValue 系列方法 將 Java 對 象序列化 為 JSON,並 將 JSON 存 儲成不同的格式,String(writeValueAsString),Byte Array(writeValueAsString),Writer, File,OutStream 和 DataOutput。

ObjectMapper 通過 readValue 系列方法從不同的數據源像 String , Byte Array, Reader,File,URL, InputStream 將 JSON 反序列化為 Java 對象。

信息配置

在調用 writeValue 或調用 readValue 方法之前,往往需要設置 ObjectMapper 的相關配置信息。這些配置信息應用 Java 對象的所有屬性上。示例如下:

清單 3 . 配置信息使用示例

//在反序列化時忽略在 JSON 中存在但 Java 對象不存在的屬性
mapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES,false);
//在序列化時日期格式默認為 yyyy-MM-dd'T'HH:mm:ss.SSSZ
mapper.configure(SerializationFeature.WRITE_DATES_AS_TIMESTAMPS,false)
//在序列化時忽略值為 null 的屬性
mapper.setSerializationInclusion(Include.NON_NULL);
//忽略值為默認值的屬性
mapper.setDefaultPropertyInclusion(Include.NON_DEFAULT);

更多配置信息可以查看 Jackson 的 DeserializationFeature,SerializationFeature 和 Include。

Jackson 的注解的使用

Jackson 根據它的默認方式序列化和反序列化 Java 對象,若根據實際需要,靈活的調整它的默認方式,可以使用 Jackson 的注解。常用的注解及用法如下。

表 1. Jackson 的 常用注解

在了解 Jackson 的基本用法后,下面詳細地介紹它的一些高階應用。

Jackson 的高階應用

格式處理(含日期格式)

不同類型的日期類型,Jackson 的處理方式也不同。

  • 對於日期類型為 Java.util.Calendar,Java.util.GregorianCalendar,Java.sql.Date,Java.util.Date,Java.sql.Timestamp,若不指定格式, 在 JSON 文件中將序列化 為 long 類型的數據。顯然這種默認格式,可讀性差,轉換格式是必要的。Jackson 有 很多方式轉換日期格式。
  • 注解方式,請參照" Jackson 的注解的使用"的@ JsonFormat 的示例。
  • ObjectMapper 方式,調用 ObjectMapper 的方法 setDateFormat,將序列化為指定格式的 string 類型的數據。
  • 對於日期類型為 Java.time.LocalDate,還需要添加代碼 mapper.registerModule(new JavaTimeModule()),同時添加相應的依賴 jar 包

清單 4 . JSR310 的配置信息

<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.datatype</groupId>
<artifactId>jackson-datatype-jsr310</artifactId>
<version>2.9.1</version>
</dependency>

對於 Jackson 2.5 以下版本,需要添加代碼 objectMapper.registerModule(new JSR310Module ())

  • 對於日期類型為 org.joda.time.DateTime,還需要添加代碼 mapper.registerModule(new JodaModule()),同時添加相應的依賴 jar 包

清單 5. joda 的 配置信息

<dependency>
<groupId>com.fasterxml.jackson.datatype</groupId>
<artifactId>jackson-datatype-joda</artifactId>
<version>2.9.1</version>
</dependency>

泛型反序列化

Jackson 對泛型反序列化也提供很好的支持。

  • 對於 List 類型 ,可以調用 constructCollectionType 方法來序列化,也可以構造 TypeReference 來序列化。

清單 6 . List 泛 型使用示例

CollectionType JavaType = mapper.getTypeFactory().constructCollectionType(List.class, Person.class);
List<Person> personList = mapper.readValue(JSONInString, JavaType); 
List<Person> personList = mapper.readValue(JSONInString, new TypeReference<List<Person>>(){});
  • 對於 map 類型, 與 List 的實現方式相似。

清單 7 . Map 泛型使用示例

//第二參數是 map 的 key 的類型,第三參數是 map 的 value 的類型
 MapType JavaType = mapper.getTypeFactory().constructMapType(HashMap.class,String.class,Person.class);
 Map<String, Person> personMap = mapper.readValue(JSONInString,JavaType);
 Map<String, Person> personMap = mapper.readValue(JSONInString, new TypeReference<Map<String, Person>>() {});

Array 和 Collection 的處理與 List,Map 相似,這里不再詳述。

屬性可視化

是 Java 對象的所有的屬性都被序列化和反序列化,換言之,不是所有屬性都可視化,默認的屬性可視化的規則如下:

  • 若該屬性修飾符是 public,該屬性可序列化和反序列化。
  • 若屬性的修飾符不是 public,但是它的 getter 方法和 setter 方法是 public,該屬性可序列化和反序列化。因為 getter 方法用於序列化, 而 setter 方法用於反序列化。
  • 若屬性只有 public 的 setter 方法,而無 public 的 getter 方 法,該屬性只能用於反序列化。

若想更改默認的屬性可視化的規則,需要調用 ObjectMapper 的方法 setVisibility。

下面的示例使修飾符為 protected 的屬性 name 也可以序列化和反序列化。

清單 8 . 屬性可視化示例

mapper.setVisibility(PropertyAccessor.FIELD, Visibility.ANY);
public class Person {
  public int age;
  protected String name;
}
PropertyAccessor 支持的類型有 ALL,CREATOR,FIELD,GETTER,IS_GETTER,NONE,SETTER 
Visibility 支持的類型有 ANY,DEFAULT,NON_PRIVATE,NONE,PROTECTED_AND_PUBLIC,PUBLIC_ONLY

屬性過濾

在將 Java 對象序列化為 JSON 時 ,有些屬性需要過濾掉,不顯示在 JSON 中 , Jackson 有多種實現方法。

  • 注解方式, 可以用 @JsonIgnore 過濾單個屬性或用 @JsonIgnoreProperties 過濾多個屬性,示例如下:

清單 9 . 屬性過濾示例一

@JsonIgnore
public int getAge()
@JsonIgnoreProperties(value = { "age","birth_date" }) 
public class Person
  • addMixIn 方法加注解方式@JsonIgnoreProperties。

addMixIn 方法簽名如下:

public ObjectMapper addMixIn(Class<?> target, Class<?> mixinSource);

addMixIn 方法的作用是用 mixinSource 接口或類的注解會重寫 target 或 target 的子類型的注解。 用ixIn 設置

Person peixIn 的 @JsonIgnoreProperties("name")所重寫,最終忽略的屬性為 name,最終生成的 JSON 如下:

{"birthDate":"2017/09/13","age":40}

  • SimpleBeanPropertyFilter 方式。這種方式比前兩種方式更加靈活,也更復雜一些。

首先需要設置@JsonFilter 類或接口,其次設置 addMixIn,將@JsonFilter 作用於 Java 對象上,最后調用 SimpleBeanPropertyFilter 的 serializeAllExcept 方法或重寫 S impleBeanPropertyFilter 的 serializeAsField 方法來過濾相關屬性。示例如下:

清單 11 . 屬性過濾示例三

//設置 Filter 類或接口
@JsonFilter("myFilter")
public interface MyFilter {}
//設置 addMixIn
mapper.addMixIn(Person.class, MyFilter.class);
//調用 SimpleBeanPropertyFilter 的 serializeAllExcept 方法
SimpleBeanPropertyFilter newFilter =
SimpleBeanPropertyFilter.serializeAllExcept("age");
//或重寫 SimpleBeanPropertyFilter 的 serializeAsField 方法
SimpleBeanPropertyFilter newFilter = new SimpleBeanPropertyFilter() { 
  @Override
  public void serializeAsField(Object pojo, JsonGenerator jgen, SerializerProvider provider, PropertyWriter writer) throws Exception {
    if (!writer.getName().equals("age")) {
       writer.serializeAsField(pojo, jgen, provider);
     }
  }
};
//設置 FilterProvider
FilterProvider filterProvider = new SimpleFilterProvider().addFilter("myFilter", newFilter);
mapper.setFilterProvider(filterProvider).writeValueAsString(person);

自定義序列化和反序列化

當 Jackson 默認序列化和反序列化的類不能滿足實際需要,可以自定義新的序列化和反序列化的類。

  • 自定義序列化類。自定義的序列化類需要直接或間接繼承 StdSerializer 或 JsonSerializer,同時需要利用 JsonGenerator 生成 JSON,重寫方法 serialize,示例如下:

清單 12 . 自定義序列化

public class CustomSerializer extends StdSerializer<Person> { 
  @Override
  public void serialize(Person person, JsonGenerator jgen, SerializerProvider provider) throws IOException {
    jgen.writeStartObject();
    jgen.writeNumberField("age", person.getAge());
    jgen.writeStringField("name", person.getName());
    jgen.writeEndObject();
  }
}

JsonGenerator 有多種 write 方法以支持生成復雜的類型的 JSON,比如 writeArray,writeTree 等 。若想單獨創建 JsonGenerator,可以通過 JsonFactory() 的 createGenerator。

  • 自定義反序列化類。自定義的反序列化類需要直接或間接繼承 StdDeserializer 或 StdDeserializer,同時需要利用 JsonParser 讀取 JSON,重寫方法 deserialize,示例如下:

清單 13 . 自定義序列化

public class CustomDeserializer extends StdDeserializer<Person> {
  @Override
  public Person deserialize(JsonParser jp, DeserializationContext ctxt)  throws IOException, JsonProcessingException {
    JsonNode node = jp.getCodec().readTree(jp);
    Person person = new Person();
    int age = (Integer) ((IntNode) node.get("age")).numberValue();
    String name = node.get("name").asText();
    person.setAge(age);
    person.setName(name);
    return person;
  }
}

JsonParser 提供很多方法來讀取 JSON 信息, 如 isClosed(), nextToken(), getValueAsString()等。若想單獨創建 JsonParser,可以通過 JsonFactory() 的 createParser。

  • 定義好自定義序列化類和自定義反序列化類,若想在程序中調用它們,還需要注冊到 ObjectMapper 的 Module,示例如下:

清單 14 . 注 冊 Module 示例

SimpleModule module = new SimpleModule("myModule");
module.addSerializer(new CustomSerializer(Person.class));
module.addDeserializer(Person.class, new CustomDeserializer()); 
mapper.registerModule(module);
也可通過注解方式加在 Java 對象的屬性,方法或類上面來調用它們,
@JsonSerialize(using = CustomSerializer.class)
@JsonDeserialize(using = CustomDeserializer.class)
public class Person

樹模型處理

Jackson 也提供了樹模型(tree model)來生成和解析 JSON。若想修改或訪問 JSON 部分屬性,樹模型是不錯的選擇。樹模型由 JsonNode 節點組成。程序中常常使用 ObjectNode,ObjectNode 繼承於 JsonNode,示例如下:

清單 15 . ObjectNode 生成和解析 JSON 示例

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
//構建 ObjectNode
ObjectNode personNode = mapper.createObjectNode();
//添加/更改屬性
personNode.put("name","Tom");
personNode.put("age",40);
ObjectNode addressNode = mapper.createObjectNode();
addressNode.put("zip","000000");
addressNode.put("street","Road NanJing");
//設置子節點
personNode.set("address",addressNode);
//通過 path 查找節點
JsonNode searchNode = personNode.path("street ");
//刪除屬性
((ObjectNode) personNode).remove("address");
//讀取 JSON
JsonNode rootNode = mapper.readTree(personNode.toString());
//JsonNode 轉換成 Java 對象
Person person = mapper.treeToValue(personNode, Person.class); 
//Java 對象轉換成 JsonNode
JsonNode node = mapper.valueToTree(person);

總結

本文首先通過與其他 Java 的 JSON 的框架比較,介紹了 Jackson 的優點,並且描述了 Jackson 的 核心模塊的組成,以及每個部分的作用。然后, 本文通過示例,講解 Jackson 的基本用法,介紹了 ObjectMapper 的 write 和 read 方法,ObjectMapper 的配置信息設定,以及 jackson-annotations 包下注釋的運用。最后,本文詳細的介紹了 Jackson 的高階用法,這也是本文的重點。這些高階用法包括不同類型的日期格式處理(普通日期的類型,JDK 8 的日期類型,joda 的日期類型),List 和 Map 等泛型的反序列化,屬性的可視化管理,Jackson 的 三種屬性過濾方式,自定義序列化和反序列化的實現以及樹模型的使用。通過本文的系統地講解,相信讀者對 Jackson 會有更深刻而全面的掌握。

 

參考:

Jenkov.com 的 Jackson - ObjectMapper部分 ,介紹 Jackson 的 ObjectMapper 的各種 write 和 read 方法 。

https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/jackson-advanced-application/index.html(以上內容轉自此篇文章)


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