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6. 二十不惑,ObjectMapper使用也不再迷惑

2020-08-24 10:11 633 查看 https://www.cnblogs.com/yourba

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。关注公众号【BAT的乌托邦】逐个击破,深入掌握,拒绝浅尝辄止。

[TOC]

✍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
      ObjectReader
      ObjectWriter
      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): 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:

    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

    @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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