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6. 二十不惑,ObjectMapper使用也不再迷惑

标签:
Spring

一滴水,用显微镜看,也是一个大世界。本文已被 https://www.yourbatman.cn 收录,里面一并有Spring技术栈、MyBatis、JVM、中间件等小而美的专栏供以免费学习。

✍前言

各位好,我是YourBatman。从本文起,终于要和Jackson的“高级”部分打交道了,也就是数据绑定jackson-databind模块。通过接触它的高级API,你会持续的发现,前面花那么多篇幅讲的core核心部分是价值连城的。毕竟村上春树也告诉过我们:人生没有无用的经历嘛。

jackson-databind包含用于Jackson数据处理器的通用 数据绑定功能树模型。它构建在Streaming API之上,并使用Jackson注解进行配置。它就是Jackson提供的高层API,是开发者使用得最多的方式,因此重要程度可见一斑。

虽然Jackson最初的用例是JSON数据绑定,但现在它也可以用于其它数据格式,只要存在解析器和生成器实现即可。但需要注意的是:类的命名在很多地方仍旧使用了“JSON”这个词(比如JsonGenerator),尽管它与JSON格式没有实际的硬依赖关系。

小贴士:底层流式API使用的I/O进行输入输出,因此理论上是支持任何格式的

版本约定

  • Jackson版本:2.11.0
  • Spring Framework版本:5.2.6.RELEASE
  • Spring Boot版本:2.3.0.RELEASE

本文开始,新增导包:

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

Tips:jackson-databind模块它强依赖于jackson-core和jackson-annotations,只需要导入此包,另外两个它自动会帮带进来。

这里需要说明几句:我们知道core包中还有个jackson-annotations,难道不讲了吗?其实不是,是因为单独讲jackson-annotations并无意义,毕竟注解还得靠数据绑定模块来解析,所以先搞定这个后再杀回去。

✍正文

据我了解,很多小伙伴对Jackson的了解起源于ObjectMapper,止于ObjectMapper。那行,作为接触它的第一篇文章咱们就轻松点,以应用为主来整体的认识它。

功能介绍

ObjectMapper是jackson-databind模块最为重要的一个类,它完成了coder对数据绑定的几乎所有功能。它是面向用户的高层API,底层依赖于Streaming API来实现读/写。ObjectMapper主要提供的功能点如下:

  • 它提供读取和写入JSON的功能(最重要的功能)
    • 普通POJO的序列化/反序列化
    • JSON树模型的读/写
  • 它可以被高度定制,以使用不同风格的JSON内容
    • 使用Feature进行定制
    • 使用可插拔com.fasterxml.jackson.databind.Module模块来扩展/丰富功能
  • 它还支持更高级的对象概念:比如多态泛型、对象标识
  • 它还充当了更为高级(更强大)的API:ObjectReader和ObjectWriter的工厂
    • ObjectReaderObjectWriter底层亦是依赖于Streaming API实现读写

尽管绝大部分的读/写API都通过ObjectMapper暴露出去了,但有些功能函数还是只放在了ObjectReader/ObjectWriter里,比如对于读/写 长序列 的能力你只能通过ObjectReader#readValues(InputStream) / ObjectWriter#writeValues(OutputStream)去处理,这是设计者有意为之,毕竟这种case很少很少,没必要和常用的凑合在一起嘛。

数据绑定

数据绑定分为简单数据绑定和完全数据绑定:

  • 简单数据绑定:比如绑定int类型、List、Map等…
@Test  
public void test1() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 // 绑定简单类型  和 Map类型  
 Integer age = objectMapper.readValue("1", int.class); Map map = objectMapper.readValue("{\"name\":  \"YourBatman\"}", Map.class); System.out.println(age); System.out.println(map);}  

运行程序,输出:

1  
{name=YourBatman}  
  • 完全数据绑定:绑定到任意的Java Bean对象…

准备一个POJO:

@Data  
@NoArgsConstructor  
@AllArgsConstructor  
public class Person {  
 private String name; private Integer age;}  

绑定数据到POJO:

@Test  
public void test2() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 Person person = objectMapper.readValue("{\"name\":  \"YourBatman\", \"age\": 18}", Person.class); System.out.println(person);}  

运行程序,输出:

Person(name=YourBatman, age=18)  

ObjectMapper的使用

在应用及开发中,ObjectMapper绝对是最常使用的,也是你使用Jackson的入口,本文就列列它的那些使用场景。

小贴士:树模型会单独成文介绍,体现出它的重要性

写(序列化)

提供writeValue()系列方法用于写数据(可写任何类型),也就是我们常说的序列化

  • writeValue(File resultFile, Object value):写到目标文件里
  • writeValue(OutputStream out, Object value):写到输出流
  • String writeValueAsString(Object value):写成字符串形式,此方法最为常用
  • writeValueAsBytes(Object value):写成字节数组byte[]
@Test  
public void test3() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 System.out.println("----------写简单类型----------");  
 System.out.println(objectMapper.writeValueAsString(18)); System.out.println(objectMapper.writeValueAsString("YourBatman"));  
 System.out.println("----------写集合类型----------");  
 System.out.println(objectMapper.writeValueAsString(Arrays.asList(1, 2, 3))); System.out.println(objectMapper.writeValueAsString(new HashMap<String, String>() {{ put("zhName", "A哥");  
 put("enName", "YourBatman"); }}));  
 System.out.println("----------写POJO----------");  
 System.out.println(objectMapper.writeValueAsString(new Person("A哥", 18)));  
}  

运行程序,输出:

----------写简单类型----------  
18  
"YourBatman"  
----------写集合类型----------  
[1,2,3]  
{"zhName":"A哥","enName":"YourBatman"}  
----------写POJO----------  
{"name":"A哥","age":18}  

读(反序列化)

提供readValue()系列方法用于读数据(一般读字符串类型),也就是我们常说的反序列化

  • readValue(String content, Class<T> valueType):读为指定class类型的对象,此方法最常用
  • readValue(String content, TypeReference<T> valueTypeRef):T表示泛型类型,如List<T>这种类型,一般用于集合/Map的反序列化
  • readValue(String content, JavaType valueType):Jackson内置的JavaType类型,后再详解(使用并不多)
@Test  
public void test4() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 System.out.println("----------读简单类型----------");  
 System.out.println(objectMapper.readValue("18", Integer.class)); // 抛错:JsonParseException 单独的一个串,解析会抛错  
 // System.out.println(objectMapper.readValue("YourBatman", String.class));  
 System.out.println("----------读集合类型----------");  
 System.out.println(objectMapper.readValue("[1,2,3]", List.class)); System.out.println(objectMapper.readValue("{\"zhName\":\"A哥\",\"enName\":\"YourBatman\"}", Map.class));  
  
 System.out.println("----------读POJO----------");  
 System.out.println(objectMapper.readValue("{\"name\":\"A哥\",\"age\":18}", Person.class));  
}  

运行程序,输出:

----------读简单类型----------  
18  
----------读集合类型----------  
[1, 2, 3]  
{zhName=A哥, enName=YourBatman}  
----------读POJO----------  
Person(name=A哥, age=18)  

不同于序列化,可以把“所有”写成为一个字符串。反序列化场景有它特殊的地方,比如例子中所示:不能反序列化一个“单纯的”字符串。

泛型擦除问题

从例举出来的三个read读方法中,就应该觉得事情还没完,比如这个带泛型的case:

@Test  
public void test5() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 System.out.println("----------读集合类型----------");  
 List<Long> list = objectMapper.readValue("[1,2,3]", List.class);  
 Long id = list.get(0); System.out.println(id);}  

运行程序,抛错:

----------读集合类型----------  
  
java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.Long  
  
 at cn.yourbatman.jackson.core.ObjectMapperDemo.test5(ObjectMapperDemo.java:100) ...```  
异常栈里指出:`Long id = list.get(0);`这一句出现了**类型转换异常**,这便是问题原因所在:泛型擦除,参考图示如下(明明泛型类型是Long,但实际装的是Integer类型):  
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20200728165827574.png)  
对这种问题,你可能会“动脑筋”思考:写成`[1L,2L,3L]`这样行不行。思想很活跃,奈何现实依旧残酷,运行抛错:  
```java  
com.fasterxml.jackson.core.JsonParseException: Unexpected character ('L' (code 76)): was expecting comma to separate Array entries  
 at [Source: (String)"[1L,2L,3L]"; line: 1, column: 4] ...```  
这是典型的泛型擦除问题。该问题只可能出现在读(反序列化)上,不能出现在写上。那么这种问题怎么破?  
  
**在解决此问题之前,我们得先对Java中的泛型擦除有所了解,至少知道如下两点结论:**  
1. Java 在编译时会在字节码里指令集之外的地方保留**部分**泛型信息  
2. 泛型接口、类、方法定义上的所有泛型、成员变量声明处的泛型**都会**被保留类型信息,**其它地方**的泛型信息都会被擦除  
  
此问题在开发过程中非常高频,有了此理论作为支撑,A哥提供两种可以解决本问题的方案供以参考:  
  
#### 方案一:利用成员变量保留泛型  
理论依据:成员变量的泛型类型不会被擦除  
```java  
@Test  
public void test6() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 System.out.println("----------读集合类型----------");  
 Data data = objectMapper.readValue("{\"ids\" : [1,2,3]}", Data.class);  
 Long id = data.getIds().get(0); System.out.println(id);}  
  
  
@lombok.Data  
private static class Data {  
 private List<Long> ids;}  

运行程序,一切正常:

----------读集合类型----------  
1  

方案二:使用官方推荐的TypeReference<T>

官方早早就为我们考虑好了这类泛型擦除的问题,所以它提供了TypeReference<T>方便我们把泛型类型保留下来,使用起来是非常的方便的:

@Test  
public void test7() throws JsonProcessingException {  
 ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();  
 System.out.println("----------读集合类型----------");  
 List<Long> ids = objectMapper.readValue("[1,2,3]", new TypeReference<List<Long>>() { });  
 Long id = ids.get(0); System.out.println(id);}  

运行程序,一切正常:

----------读集合类型----------  
1  

本方案的理论依据是:泛型接口/类上的泛型类型不会被擦除。

对于泛型擦除情况,解决思路是hold住泛型类型,这样反序列化的时候才不会抓瞎。但凡只要一抓瞎,Jackson就木有办法只能采用通用/默认类型去装载喽。

加餐

2.10版本起,给ObjectMapper提供了一个子类:JsonMapper,使得语义更加明确,专门用于处理JSON格式。

严格意义上讲,ObjectMapper不局限于处理JSON格式,比如后面会讲到的它的另外一个子类YAMLMapper用于对Yaml格式的支持(需额外导包,后面见~)

另外,由于构建一个ObjectMapper实例属于高频动作,因此Jackson也顺应潮流的提供了MapperBuilder构建器(2.10版本起)。我们可以通过此构建起很容易的得到一个ObjectMapper(以JsonMapper为例)实例来使用:

@Test  
public void test8() throws JsonProcessingException {  
 JsonMapper jsonMapper = JsonMapper.builder() .configure(JsonReadFeature.ALLOW_SINGLE_QUOTES, true) .build();  
 Person person = jsonMapper.readValue("{'name':  'YourBatman', 'age': 18}", Person.class); System.out.println(person);}  

运行程序,正常输出:

Person(name=YourBatman, age=18)  

✍总结

本文内容很轻松,讲述了ObjectMapper的日常使用,使用它进行读/写,完成日常功能。

对于写来说比较简单,一个writeValueAsString(obj)方法走天下;但对于读来说,除了使用readValue(String content, Class<T> valueType)自动完成数据绑定外,需要特别注意泛型擦除问题:若反序列化成为一个集合类型(Collection or Map),泛型会被擦除,此时你应该使用readValue(String content, TypeReference<T> valueTypeRef)方法代替。

小贴士:若你在工程中遇到objectMapper.readValue(xxx, List.class)这种代码,那肯定是有安全隐患的(但不一定报错)


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