Gson:Google 出品的 Java JSON 解析器,GitHub 上标星 18K

沉默王二

01、前世今生

我叫 Gson,是一款开源的 Java 库,主要用途为序列化 Java 对象为 JSON 字符串,或反序列化 JSON 字符串成 Java 对象。从我的名字上,就可以看得出一些端倪,我并非籍籍无名,我出身贵族,我爸就是 Google,市值富可敌国。

当然了,作为一个聪明人,我是有自知之明的,我在我爸眼里,我并不是最闪耀的那颗星。

我来到这个世上,纯属一次意外,反正我爸是这样对我说的,他总说我是从河边捡回来的,虽然我一直不太相信。对于这件事,我向我妈确认过,她听完笑得合不拢嘴,说我太天真。

长大后,我喜欢四处闯荡,因此结识了不少同行,其中就有 JacksonFastjson

说起 Jackson,我总能第一时间想到 MJ,那个被上帝带走的流行天王。Jackson 在 GitHub 上有 6.1k 的 star,虽然他的粉丝数没我多,但作为 Spring Boot 的默认 JSON 解析器,我非常地尊重他。

Fastjson 来自神秘的东方,虽然爆出过一些严重的漏洞,但这并不妨碍他成为最受欢迎的 JSON 解析器,他的粉丝数比我还要多,尽管我已经有超过 18K 的 star。

外人总说我们是竞争对手,但我必须得告诉他们,我们仨的关系,好到就差穿同一条内裤了。

我们各有优势,Jackson 在运行时占用的内存较少,Fastjson 的速度更快,而我,可以处理任意的 Java 对象,甚至在没有源代码的情况下。另外,我对泛型的支持也更加的友好。

02、添加依赖

在使用我的 API 之前,需要先把我添加到项目当中,推荐使用 Maven 和 Gradle 两种形式。

Maven:

<dependency>
    <groupId>com.google.code.gson</groupId>
    <artifactId>gson</artifactId>
    <version>2.8.6</version>
</dependency>

Gradle:

dependencies {
  implementation 'com.google.code.gson:gson:2.8.6'
}

PS:Gradle 是一个基于 Apache Ant 和 Apache Maven 概念的项目自动化建构工具。Gradle 构建脚本使用的是 Groovy 或 Kotlin 的特定领域语言来编写的,而不是传统的 XML。

03、性能表现

不是我觉得,是真的,通过大量的测试证明,我在处理 JSON 的时候性能还是很牛逼的。

测试环境:双核,8G 内存,64 位的 Ubuntu 操作系统(以桌面应用为主的 Linux 发行版)

测试结果:

1)在反序列化 25M 以上的字符串时没有出现过任何问题。

2)可以序列化 140 万个对象的集合。

3)可以反序列化包含 87000 个对象的集合。

4)将字节数组和集合的反序列化限制从 80K 提高到 11M 以上。

测试用例我已经帮你写好了,放在 GitHub 上,如果你不相信的话,可以验证一下。

https://github.com/google/gso...

04、使用指南

不是我自吹自擂,是真的,我还是挺好用的,上手难度几乎为零。如果你不相信话,可以来试试。

我有一个女朋友,她的名字和我一样,也叫 Gson,我的主要功能都由她来提供。你可以通过 new Gson() 的这种简单粗暴的方式创建她,也可以打电话给一个叫 GsonBuilder 的老板,让他邮寄一个复刻版过来,真的,我不骗你。

先来看一个序列化的例子。

Gson gson = new Gson();
System.out.println(gson.toJson(18));
System.out.println(gson.toJson("沉默"));
System.out.println(gson.toJson(new Integer(18)));
int[] values = { 18,20 };
System.out.println(gson.toJson(values));

在我女朋友的帮助下,你可以将基本数据类型 int、字符串类型 String、包装器类型 Integer、int 数组等等作为参数,传递给 toJson() 方法,该方法将会返回一个 JSON 形式的字符串。

来看一下输出结果:

18
"沉默"
18
[18,20]

再来看一下反序列化的例子。

Gson gson = new Gson();
int one = gson.fromJson("1", int.class);
Integer two = gson.fromJson("2", Integer.class);
Boolean false1 = gson.fromJson("false", Boolean.class);
String str = gson.fromJson("\"王二\"", String.class);
String[] anotherStr = gson.fromJson("[\"沉默\",\"王二\"]", String[].class);

System.out.println(one);
System.out.println(two);
System.out.println(false1);
System.out.println(str);
System.out.println(Arrays.toString(anotherStr));

toJson() 方法用于序列化,对应的,fromJson() 方法用于反序列化。不过,你需要在反序列化的时候,指定参数的类型,是 int 还是 Integer,是 Boolean 还是 String,或者 String 数组。

来看一下输出结果:

1
2
false
王二
[沉默, 王二]

上面的例子都比较简单,还体现不出来我的威力。

下面,我们来自定义一个类:

public class Writer {
    private int age = 18;
    private String name = "王二";
    private transient int sex = 1;
}

然后,我们来将其序列化:

Writer writer = new Writer();
Gson gson = new Gson();
String json = gson.toJson(writer);
System.out.println(json);

用法和之前一样简单,来看一下输出结果:

{"age":18,"name":"王二"}

同样,可以将结果反序列化:

Writer writer1 = gson.fromJson(json, Writer.class);

这里有一些注意事项,我需要提醒你。

1)推荐使用 private 修饰字段。

2)不需要使用任何的注解来表明哪些字段需要序列化,哪些字段不需要序列化。默认情况下,包括所有的字段,以及从父类继承过来的字段。

3)如果一个字段被 transient 关键字修饰的话,它将不参与序列化。

4)如果一个字段的值为 null,它不会在序列化后的结果中显示。

5)JSON 中缺少的字段将在反序列化后设置为默认值,引用数据类型的默认值为 null,数字类型的默认值为 0,布尔值默认为 false。

接下来,来看一个序列化集合的例子。

List<String> list =new ArrayList<>();
list.add("好好学习");
list.add("天天向上");
String json = gson.toJson(list);

结果如下所示:

["好好学习","天天向上"]

反序列化的时候,也很简单。

List<String> listResult = gson.fromJson(json,List.class);

结果如下所示:

[好好学习, 天天向上]

我女朋友是一个很细心也很贴心的人,在你调用 toJson() 方法进行序列化的时候,她会先判 null,防止抛出 NPE,再通过 getClass() 获取参数的类型,然后进行序列化。

public String toJson(Object src) {
    if (src == null) {
        return toJson(JsonNull.INSTANCE);
    }
    return toJson(src, src.getClass());
}

但是呢?对于泛型来说,getClass() 的时候会丢掉参数化类型。来看下面这个例子。

public class Foo<T> {
    T value;

    public void set(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T get() {
        return value;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Gson gson = new Gson();
        Foo<Bar> foo = new Foo<Bar>();
        Bar bar = new Bar();
        foo.set(bar);

        String json = gson.toJson(foo);
    }
}

class Bar{
    private int age = 10;
    private String name = "图灵";
}

假如你 debug 的时候,进入到 toJson() 方法的内部,就可以观察到。

foo 的实际类型为 Foo<Bar>,但我女朋友在调用 foo.getClass() 的时候,只会得到 Foo,这就意味着她并不知道 foo 的实际类型。

序列化的时候还好,反序列化的时候就无能为力了。

Foo<Bar> foo1 = gson.fromJson(json, foo.getClass());
Bar bar1 = foo1.get();

这段代码在运行的时候就报错了。

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to class com.itwanger.gson.Bar (com.google.gson.internal.LinkedTreeMap and com.itwanger.gson.Bar are in unnamed module of loader 'app')
    at com.itwanger.gson.Foo.main(Foo.java:36)

默认情况下,泛型的参数类型会被转成 LinkedTreeMap,这显然并不是我们预期的 Bar,女朋友对此表示很无奈。

作为 Google 的亲儿子,我的血液里流淌着“贵族”二字,我又怎能忍心女朋友无助时的落寞。

于是,我在女朋友的体内植入了另外两种方法,带 Type 类型参数的:

toJson(Object src, Type typeOfSrc);
<T> T fromJson(String json, Type typeOfT);

这样的话,你在进行泛型的序列化和反序列化时,就可以指定泛型的参数化类型了。

Type fooType = new TypeToken<Foo<Bar>>() {}.getType();
String json = gson.toJson(foo,fooType);
Foo<Bar> foo1 = gson.fromJson(json, fooType);
Bar bar1 = foo1.get();

debug 进入 toJson() 方法内部查看的话,就可以看到 foo 的真实类型了。

fromJson() 在反序列化的时候,和此类似。

这样的话,bar1 就可以通过 foo1.get() 到了。

瞧,我考虑得多周全,女朋友都忍不住夸我了!

05、处理混合类型

你知道的,Java 不建议使用混合类型,也就是下面这种情况。

List list = new ArrayList();
list.add("沉默王二");
list.add(18);
list.add(new Event("gson", "google"));

Event 的定义如下所示:

class Event {
    private String name;
    private String source;
    Event(String name, String source) {
        this.name = name;
        this.source = source;
    }
}

由于 list 没有指定具体的类型,因此它里面可以存放各种类型的数据。这样虽然省事,我女朋友在序列化的时候也没问题,但反序列化的时候就要麻烦多了。

Gson gson = new Gson();
String json = gson.toJson(list);
System.out.println(json);

输出结果如下所示:

["沉默王二",18,{"name":"gson","source":"google"}]

反序列化的时候,就需要花点心思才能拿到 Event 对象。

JsonParser parser = new JsonParser();
JsonArray array = parser.parse(json).getAsJsonArray();
String message = gson.fromJson(array.get(0), String.class);
int number = gson.fromJson(array.get(1), int.class);
Event event = gson.fromJson(array.get(2), Event.class);

承认了,JsonParser 是我的前任。希望你不要喷我渣男,真不是我花心,是因为我们性格上有些不太适合。但我们仍然保持着朋友的关系,因为我们谁都没有错,只是代码更加规范了,已经很少有开发者使用混合类型了。

06、个性化定制

考虑到你是一个追求时髦的人,我一直对自己要求很高,力争能够满足你的所有需求。这种高标准的要求,让我女朋友对我是又爱又恨。

爱的是,我这种追求完美的态度;恨的是,她有时候力不从心,帮不上忙。

使用 toJson() 序列化 Java 对象时,返回的 JSON 字符串中没有空格,很紧凑。如果你想要打印更漂亮的 JSON 格式,你需要打电话给一个叫 GsonBuilder 的老板,让他进行一些定制,然后再把复刻版邮寄给你,就像我在使用指南中提到的那样。

public class Writer {
    private int age = 18;
    private String name = "沉默王二";

    public static void main(String[] args) {
        Writer writer = new Writer();
        Gson gson = new Gson();
        String json = gson.toJson(writer);
        System.out.println(json);

        Gson gson1 = new GsonBuilder().setPrettyPrinting().create();
        String jsonOutput = gson1.toJson(writer);
        System.out.println(jsonOutput);
    }
}

来对比一下输出结果:

{"age":18,"name":"沉默王二"}
{
  "age": 18,
  "name": "沉默王二"
}

通过 setPrettyPrinting() 定制后,输出的格式更加层次化、立体化,字段与值之间有空格,每个不同的字段之间也会有换行。

之前提到了,默认情况下,我女朋友在序列化的时候会忽略 null 值的字段,如果不想这样的话,同样可以打电话给 GsonBuilder。

public class Writer {
    private int age = 18;
    private String name = null;

    public static void main(String[] args) {
        Writer writer = new Writer();
        Gson gson = new Gson();
        String json = gson.toJson(writer);
        System.out.println(json);

        Gson gson2 = new GsonBuilder().serializeNulls().create();
        String jsonOutput2 = gson2.toJson(writer);
        System.out.println(jsonOutput2);
    }
}

来对比一下输出结果:

{"age":18}
{"age":18,"name":null}

通过 serializeNulls() 定制后,序列化的时候就不会再忽略 null 值的字段。

也许,你在序列化和反序列化的时候想要筛选一些字段,我也考虑到这种需求了,特意为你准备了几种方案,你可以根据自己的口味挑选适合你的。

第一种,通过 Java 修饰符

你之前也看到了,使用 transient 关键字修饰的字段将不会参与序列化和反序列化。同样的,static 关键字修饰的字段也不会。如果你想保留这些关键字修饰的字段,可以这样做。

保留单种。

Gson gson = new GsonBuilder().excludeFieldsWithModifiers(Modifier.TRANSIENT).create();

保留多种。

Gson gson = new GsonBuilder()
    .excludeFieldsWithModifiers(Modifier.STATIC, Modifier.TRANSIENT, Modifier.VOLATILE)
    .create();

第二种,通过 @Expose 注解

要使用 @Expose 注解,你需要先这样做:

Gson gson = new GsonBuilder().excludeFieldsWithoutExposeAnnotation().create();

再在需要序列化和反序列化的字段上加上 @Expose 注解,如果没加的话,该字段将会被忽略。

@Expose
private int age = 18;

07、心声

如果你还想了解更多的话,请来参观我的 GitHub 主页:

https://github.com/google/gson

我会向你坦露我的一切,毫不保留的,除了我和女朋友之间的一些秘密,只为能够帮助到你。

如果你觉得我有点用的话,不妨点个赞,留个言,see you。

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