上节,我们介绍了Java中的标准序列化机制,我们提到,它有一些重要的限制,最重要的是不能跨语言,实践中经常使用一些替代方案,比如XML/JSON/MessagePack。
Java SDK中对这些格式的支持有限,有很多第三方的类库,提供了更为方便的支持,Jackson是其中一种,它支持多种格式,包括XML/JSON/MessagePack等,本文就来介绍如果使用Jackson进行序列化。我们先来简单了解下这些格式以及Jackson。
基本概念
XML/JSON都是文本格式,都容易阅读和理解,格式细节我们就不介绍了,后面我们会看到一些例子,来演示其基本格式。
XML是最早流行的跨语言数据交换标准格式,如果不熟悉,可以查看http://www.w3school.com.cn/xml/快速了解。
JSON是一种更为简单的格式,最近几年来越来越流行,如果不熟悉,可以查看http://json.org/json-zh.html。
MessagePack是一种二进制形式的JSON,编码更为精简高效,官网地址是http://msgpack.org/,JSON有多种二进制形式,MessagePack只是其中一种。
Jackson的Wiki地址是http://wiki.fasterxml.com/JacksonHome,它起初主要是用来支持JSON格式的,但现在也支持很多其他格式,它的各种方式的使用方式是类似的。
要使用Jackson,需要下载相应的库。
- JSON格式参考:https://github.com/FasterXML/jackson-databind
- XML格式参考:https://github.com/FasterXML/jackson-dataformat-xml
- MessagePack格式参考:https://github.com/msgpack/msgpack-java/blob/develop/msgpack-jackson/README.md
对于JSON/XML,本文使用2.8.5版本,对于MessagePack,本文使用0.8.11版本。如果使用Maven管理项目,可引入下面文件中的依赖:
https://github.com/swiftma/program-logic/blob/master/jackson_libs/dependencies.xml
如果非Maven,可从下面地址下载所有的依赖库:
https://github.com/swiftma/program-logic/tree/master/jackson_libs
配置好了依赖库后,下面我们就来介绍如何使用。
基本用法
我们以在57节介绍的Student类来演示Jackson的基本用法。
JSON
序列化一个Student对象的基本代码为:
Student student = new Student("张三", 18, 80.9d); ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(student); System.out.println(str);
Jackson序列化的主要类是ObjectMapper,它是一个线程安全的类,可以初始化并配置一次,被多个线程共享,SerializationFeature.INDENT_OUTPUT的目的是格式化输出,以便于阅读,ObjectMapper的writeValueAsString方法就可以将对象序列化为字符串,输出为:
{ "name" : "张三", "age" : 18, "score" : 80.9 }
ObjectMapper还有其他方法,可以输出字节数组,写出到文件、OutputStream、Writer等,方法声明如下:
public byte[] writeValueAsBytes(Object value) public void writeValue(OutputStream out, Object value) public void writeValue(Writer w, Object value) public void writeValue(File resultFile, Object value)
比如,输出到文件"student.json",代码为:
mapper.writeValue(new File("student.json"), student);
ObjectMapper怎么知道要保存哪些字段呢?与Java标准序列化机制一样,它也使用反射,默认情况下,它会保存所有声明为public的字段,或者有public getter方法的字段。
反序列化的代码如下所示:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); Student s = mapper.readValue(new File("student.json"), Student.class); System.out.println(s.toString());
使用readValue方法反序列化,有两个参数,一个是输入源,这里是文件student.json,另一个是反序列化后的对象类型,这里是Student.class,输出为:
Student [name=张三, age=18, score=80.9]
说明反序列化的结果是正确的,除了接受文件,还可以是字节数组、字符串、InputStream、Reader等,如下所示:
public <T> T readValue(InputStream src, Class<T> valueType) public <T> T readValue(Reader src, Class<T> valueType) public <T> T readValue(String content, Class<T> valueType) public <T> T readValue(byte[] src, Class<T> valueType)
在反序列化时,默认情况下,Jackson假定对象类型有一个无参的构造方法,它会先调用该构造方法创建对象,然后再解析输入源进行反序列化。
XML
使用类似的代码,格式可以为XML,唯一需要改变的是,替换ObjectMapper为XmlMapper,XmlMapper是ObjectMapepr的子类,序列化代码为:
Student student = new Student("张三", 18, 80.9d); ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(student); mapper.writeValue(new File("student.xml"), student); System.out.println(str);
输出为:
<Student> <name>张三</name> <age>18</age> <score>80.9</score> </Student>
反序列化代码为:
ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); Student s = mapper.readValue(new File("student.xml"), Student.class); System.out.println(s.toString());
MessagePack
类似的代码,格式可以为MessagePack,同样使用ObjectMapper类,但传递一个MessagePackFactory对象,另外,MessagePack是二进制格式,不能写出为String,可以写出为文件、OutpuStream或字节数组,序列化代码为:
Student student = new Student("张三", 18, 80.9d); ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(new MessagePackFactory()); byte[] bytes = mapper.writeValueAsBytes(student); mapper.writeValue(new File("student.bson"), student);
序列后的字节如下图所示:
反序列化代码为:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(new MessagePackFactory()); Student s = mapper.readValue(new File("student.bson"), Student.class); System.out.println(s.toString());
容器对象
对于容器对象,Jackson也是可以自动处理的,但用法稍有不同,我们来看下List和Map。
List
序列化一个学生列表的代码为:
List<Student> students = Arrays.asList(new Student[] { new Student("张三", 18, 80.9d), new Student("李四", 17, 67.5d) }); ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(students); mapper.writeValue(new File("students.json"), students); System.out.println(str);
这与序列化一个学生对象的代码是类似的,输出为:
[ { "name" : "张三", "age" : 18, "score" : 80.9 }, { "name" : "李四", "age" : 17, "score" : 67.5 } ]
反序列化代码不同,要新建一个TypeReference匿名内部类对象来指定类型,代码如下所示:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); List<Student> list = mapper.readValue(new File("students.json"), new TypeReference<List<Student>>() {}); System.out.println(list.toString());
XML/MessagePack的代码是类似的,我们就不赘述了。
Map
Map与List类似,序列化不需要特殊处理,但反序列化需要通过TypeReference指定类型,我们看一个XML的例子。
序列化一个学生Map的代码为:
Map<String, Student> map = new HashMap<String, Student>(); map.put("zhangsan", new Student("张三", 18, 80.9d)); map.put("lisi", new Student("李四", 17, 67.5d)); ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(map); mapper.writeValue(new File("students_map.xml"), map); System.out.println(str);
输出为:
<HashMap> <lisi> <name>李四</name> <age>17</age> <score>67.5</score> </lisi> <zhangsan> <name>张三</name> <age>18</age> <score>80.9</score> </zhangsan> </HashMap>
反序列化的代码为:
ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); Map<String, Student> map = mapper.readValue(new File("students_map.xml"), new TypeReference<Map<String, Student>>() {}); System.out.println(map.toString());
复杂对象
对于复杂一些的对象,Jackson也是可以自动处理的,我们让Student类稍微复杂一些,改为如下定义:
public class ComplexStudent { String name; int age; Map<String, Double> scores; ContactInfo contactInfo; //... 构造方法,和getter/setter方法 }
分数改为一个Map,键为课程,ContactInfo表示联系信息,是一个单独的类,定义如下:
public class ContactInfo { String phone; String address; String email; // ...构造方法,和getter/setter方法 }
构建一个ComplexStudent对象,代码为:
ComplexStudent student = new ComplexStudent("张三", 18); Map<String, Double> scoreMap = new HashMap<>(); scoreMap.put("语文", 89d); scoreMap.put("数学", 83d); student.setScores(scoreMap); ContactInfo contactInfo = new ContactInfo(); contactInfo.setPhone("18500308990"); contactInfo.setEmail("[email protected]"); contactInfo.setAddress("中关村"); student.setContactInfo(contactInfo);
我们看JSON序列化,代码没有特殊的,如下所示:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); mapper.writeValue(System.out, student);
输出为:
{ "name" : "张三", "age" : 18, "scores" : { "语文" : 89.0, "数学" : 83.0 }, "contactInfo" : { "phone" : "18500308990", "address" : "中关村", "email" : "[email protected]" } }
XML格式的代码也是类似的,替换ObjectMapper为XmlMapper即可,输出为:
<ComplexStudent> <name>张三</name> <age>18</age> <scores> <语文>89.0</语文> <数学>83.0</数学> </scores> <contactInfo> <phone>18500308990</phone> <address>中关村</address> <email>[email protected]</email> </contactInfo> </ComplexStudent>
反序列化的代码也不需要特殊处理,指定类型为ComplexStudent.class即可。
定制序列化
配置方法和场景
上面的例子中,我们没有做任何定制,默认的配置就是可以的。但很多情况下,我们需要做一些配置,Jackson主要支持两种配置方法:
- 一种是注解,后续文章会详细介绍注解,这里主要是介绍Jackson一些注解的用法
- 另外一种是配置ObjectMapper对象,ObjectMapper支持对序列化和反序列化过程做一些配置,前面使用的SerializationFeature.INDENT_OUTPUT是其中一种
哪些情况需要配置呢?我们看一些典型的场景:
- 如何达到类似标准序列化中transient关键字的效果,忽略一些字段?
- 在标准序列化中,可以自动处理引用同一个对象、循环引用的情况,反序列化时,可以自动忽略不认识的字段,可以自动处理继承多态,但Jackson都不能自动处理,这些情况都需要进行配置
- 标准序列化的结果是二进制、不可读的,但XML/JSON格式是可读的,有时我们希望控制这个显示的格式
- 默认情况下,反序列时,Jackson要求类有一个无参构造方法,但有时类没有无参构造方法,Jackson支持配置其他构造方法
针对这些场景,我们分别来看下。
忽略字段
在Java标准序列化中,如果字段标记为了transient,就会在序列化中被忽略,在Jackson中,可以使用以下两个注解之一:
- @JsonIgnore:用于字段, getter或setter方法,任一地方的效果都一样
- @JsonIgnoreProperties:用于类声明,可指定忽略一个或多个字段
比如,上面的Student类,忽略分数字段,可以为:
@JsonIgnore double score;
也可以修饰getter方法,如:
@JsonIgnore public double getScore() { return score; }
也可以修饰Student类,如:
@JsonIgnoreProperties("score") public class Student {
加了以上任一标记后,序列化后的结果中将不再包含score字段,在反序列化时,即使输入源中包含score字段的内容,也不会给score字段赋值。
引用同一个对象
我们看个简单的例子,有两个类Common和A,A中有两个Common对象,为便于演示,我们将所有属性定义为了public,它们的类定义如下:
static class Common { public String name; } static class A { public Common first; public Common second; }
有一个A对象,如下所示:
Common c = new Common(); c.name= "common"; A a = new A(); a.first = a.second = c;
a对象的first和second都指向都一个c对象,不加额外配置,序列化a的代码为:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(a); System.out.println(str);
输出为:
{ "first" : { "name" : "abc" }, "second" : { "name" : "abc" } }
在反序列化后,first和second将指向不同的对象,如下所示:
A a2 = mapper.readValue(str, A.class); if(a2.first == a2.second){ System.out.println("reference same object"); }else{ System.out.println("reference different objects"); }
输出为:
reference different objects
那怎样才能保持这种对同一个对象的引用关系呢?可以使用注解@JsonIdentityInfo,对Common类做注解,如下所示:
@JsonIdentityInfo( generator = ObjectIdGenerators.IntSequenceGenerator.class, property="id") static class Common { public String name; }
@JsonIdentityInfo中指定了两个属性,property="id"表示在序列化输出中新增一个属性"id"以表示对象的唯一标示,generator表示对象唯一ID的产生方法,这里是使用整数顺序数产生器IntSequenceGenerator。
加了这个标记后,序列化输出会变为:
{ "first" : { "id" : 1, "name" : "common" }, "second" : 1 }
注意,"first"中加了一个属性"id",而"second"的值只是1,表示引用第一个对象,这个格式反序列化后,first和second会指向同一个对象。
循环引用
我们看个循环引用的例子,有两个类Parent和Child,它们相互引用,为便于演示,我们将所有属性定义为了public,类定义如下:
static class Parent { public String name; public Child child; } static class Child { public String name; public Parent parent; }
有一个对象,如下所示:
Parent parent = new Parent(); parent.name = "老马"; Child child = new Child(); child.name = "小马"; parent.child = child; child.parent = parent;
如果序列化parent这个对象,Jackson会进入无限循环,最终抛出异常,解决这个问题,可以分别标记Parent类中的child和Child类中的parent字段,将其中一个标记为主引用,而另一个标记为反向引用,主引用使用@JsonManagedReference,反向引用使用@JsonBackReference,如下所示:
static class Parent { public String name; @JsonManagedReference public Child child; } static class Child { public String name; @JsonBackReference public Parent parent; }
加了这个注解后,序列化就没有问题了,我们看XML格式的序列化代码:
ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); mapper.enable(SerializationFeature.INDENT_OUTPUT); String str = mapper.writeValueAsString(parent); System.out.println(str);
输出为:
<Parent> <name>老马</name> <child> <name>小马</name> </child> </Parent>
在输出中,反向引用没有出现。不过,在反序列化时,Jackson会自动设置Child对象中的parent字段的值,比如:
Parent parent2 = mapper.readValue(str, Parent.class); System.out.println(parent2.child.parent.name);
输出为:
老马
说明标记为反向引用的字段的值也被正确设置了。
反序列化时忽略未知字段
在Java标准序列化中,反序列化时,对于未知字段,会自动忽略,但在Jackson中,默认情况下,会抛异常。比如,还是以Student类为例,如果student.json文件的内容为:
{ "name" : "张三", "age" : 18, "score": 333, "other": "其他信息" }
其中,other属性是Student类没有的,如果使用标准的反序列化代码:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); Student s = mapper.readValue(new File("student.json"), Student.class);
Jackson会抛出异常:
com.fasterxml.jackson.databind.exc.UnrecognizedPropertyException: Unrecognized field "other" ...
怎样才能忽略不认识的字段呢?可以配置ObjectMapper,如下所示:
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.disable(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES); Student s = mapper.readValue(new File("student.json"), Student.class);
这样就没问题了,这个属性是配置在整个ObjectMapper上的,如果只是希望配置Student类,可以在Student类上使用如下注解:
@JsonIgnoreProperties(ignoreUnknown=true) public class Student {
继承和多态
Jackson也不能自动处理多态的情况,我们看个例子,有四个类,定义如下,我们忽略了构造方法和getter/setter方法:
static class Shape { } static class Circle extends Shape { private int r; } static class Square extends Shape { private int l; } static class ShapeManager { private List<Shape> shapes; }
ShapeManager中的Shape列表,其中的对象可能是Circle,也可能是Square,比如,有一个ShapeManager对象,如下所示:
ShapeManager sm = new ShapeManager(); List<Shape> shapes = new ArrayList<Shape>(); shapes.add(new Circle(10)); shapes.add(new Square(5)); sm.setShapes(shapes);
使用JSON格式序列化,输出为:
{ "shapes" : [ { "r" : 10 }, { "l" : 5 } ] }
这个输出看上去是没有问题的,但由于输出中没有类型信息,反序列化时,Jackson不知道具体的Shape类型是什么,就会抛出异常。
解决方法是在输出中包含类型信息,在基类Shape前使用如下注解:
@JsonTypeInfo(use = Id.NAME, include = As.PROPERTY, property = "type") @JsonSubTypes({ @JsonSubTypes.Type(value = Circle.class, name = "circle"), @JsonSubTypes.Type(value = Square.class, name = "square") }) static class Shape { }
这些注解看上去比较多,含义是指在输出中增加属性"type",表示对象的实际类型,对Circle类,使用"circle"表示其类型,而对于Square类,使用"square",加了注解后,序列化输出会变为:
{ "shapes" : [ { "type" : "circle", "r" : 10 }, { "type" : "square", "l" : 5 } ] }
这样,反序列化时就可以正确解析了。
修改字段名称
对于XML/JSON格式,有时,我们希望修改输出的名称,比如对Student类,我们希望输出的字段名变为对应的中文,可以使用@JsonProperty进行注解,如下所示:
public class Student { @JsonProperty("名称") String name; @JsonProperty("年龄") int age; @JsonProperty("分数") double score; //... }
加了这个注解后,输出的JSON格式会变为:
{ "名称" : "张三", "年龄" : 18, "分数" : 80.9 }
对于XML格式,一个常用的修改是根元素的名称,默认情况下,它是对象的类名,比如对Student对象,它是"Student",如果希望修改呢?比如改为小写"student",可以使用@JsonRootName修饰整个类,如下所示:
@JsonRootName("student") public class Student {
格式化日期
默认情况下,日期的序列化格式为一个长整数,比如:
static class MyDate { public Date date = new Date(); }
序列化代码:
MyDate date = new MyDate(); ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); mapper.writeValue(System.out, date);
输出如下所示:
{"date":1482758152509}
这个格式是不可读的,怎样才能可读呢?使用@JsonFormat注解,如下所示:
static class MyDate { @JsonFormat(pattern="yyyy-MM-dd HH:mm:ss", timezone="GMT+8") public Date date = new Date(); }
加注解后,输出会变为如下所示:
{"date":"2016-12-26 21:26:18"}
配置构造方法
前面的Student类,如果没有定义默认构造方法,只有如下构造方法:
public Student(String name, int age, double score) { this.name = name; this.age = age; this.score = score; }
则反序列化时会抛异常,提示找不到合适的构造方法,可以使用@JsonCreator和@JsonProperty标记该构造方法,如下所示:
@JsonCreator public Student( @JsonProperty("name") String name, @JsonProperty("age") int age, @JsonProperty("score") double score) { this.name = name; this.age = age; this.score = score; }
这样,反序列化就没有问题了。
Jackson对XML支持的局限性
需要说明的是,对于XML格式,Jackson的支持不是太全面,比如说,对于一个Map<String, List<String>>对象,Jackson可以序列化,但不能反序列化,如下所示:
Map<String, List<String>> map = new HashMap<>(); map.put("hello", Arrays.asList(new String[]{"老马","小马"})); ObjectMapper mapper = new XmlMapper(); String str = mapper.writeValueAsString(map); System.out.println(str); Map<String, List<String>> map2 = mapper.readValue(str, new TypeReference<Map<String, List<String>>>() {}); System.out.println(map2);
在反序列化时,代码会抛出异常,如果mapper是一个ObjectMapper对象,反序列化就没有问题。如果Jackson不能满足需求,可以考虑其他库,如XStream (http://x-stream.github.io/)。
小结
本节介绍了如何使用Jackson来实现JSON/XML/MessagePack序列化,使用方法是类似的,主要是创建的ObjectMapper对象不一样,很多情况下,不需要做额外配置,但也有很多情况,需要做额外配置,配置方式主要是注解,我们介绍了Jackson中的很多典型注解,大部分注解适用于所有格式。
Jackson还支持很多其他格式,如YAML, AVRO, Protobuf, Smile等。Jackson中也还有很多其他配置和注解,用的相对较少,限于篇幅,我们就不介绍了。
从注解的用法,我们可以看出,它也是一种神奇的特性,它类似于注释,但却能实实在在改变程序的行为,它是怎么做到的呢?我们暂且搁置这个问题,留待后续章节。
接下来,我们介绍一些常见文件类型的处理,包括属性文件、CSV、Excel、HTML和压缩文件。
原文地址:https://www.cnblogs.com/ivy-xu/p/12556194.html