一、JSON简介
JSON(JavaScript Object Notation, JS 对象标记) 是一种轻量级的数据交换格式。它基于 ECMAScript (w3c制定的js规范)的一个子集，采用完全独立于编程语言的文本格式来存储和表示数据。简洁和清晰的层次结构使得 JSON 成为理想的数据交换语言。 易于人阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，并有效地提升网络传输效率。 JSON 键值对是用来保存JS对象的一种方式，和JS对象的写法也大同小异，键/值对组合中的键名写在前面并用双引号 "" 包裹，使用冒号 : 分隔，然后紧接着值，如下例子所示：
{"firstName": "John"}
二、谷歌Gson
解析和生成json的方式很多，java的有Jackson、Gson、FastJson等，Gson是谷歌提供的一款开源解析和生成json的库。
1、Gson实例化方法
Gson gson = new Gson(); Gson gson = new GsonBuilder().create();
第二种初始化方法，可以选择更多的序列化与反序列化方式，下面会详细介绍。
2、Gson基本用法
gson主要提供了fromJson和toJson两个方法，fromJson用于反序列化，toJson用于把json序列化为Json字符串。
public <T> T fromJson(String json, Class<T> classOfT) throws JsonSyntaxException { } public String toJson(Object src) { }
fromJson()第二个入参是反序列化成的对象类型
3、简单对象与Json的转换
class Person{ private String name; private int age; public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } } public static void main(String[] args) { Person person = new Person("steven", 18); Gson gson = new Gson(); String json = gson.toJson(person); System.out.println(json); String personJson = "{\"name\":\"steven\",\"age\":18}"; Person person1 = gson.fromJson(personJson, Person.class); System.out.println(person1); } 输出--》 {"name":"steven","age":18} Person{name='steven', age=18}
可以看出Gson的强悍之处，普通的类库序列化和反序列时必须要求所对应的类中属性必须含有setter和getter方法，Gson完全不需要。
4、Map和Json的转换
public static void main(String[] args) { Person person = new Person("steven", 18); Map<String, Person> personMap = new HashMap<>(); personMap.put("person", person); Gson gson = new Gson(); String json = gson.toJson(personMap); System.out.println(json); String personJson = "{\"person\":{\"name\":\"steven\",\"age\":18}}"; Map map = gson.fromJson(personJson, Map.class); System.out.println(map); } 输出--》 {"person":{"name":"steven","age":18}} {person={name=steven, age=18.0}}
此处可以看出通过gson可以近乎完美的转换map和json，可以看出有个有小问题fromJson时，数字类型的value转换时会转成double类型，会把18转成18.0，下文会有解决方案。
三、Gson注解
1、序列化名注解@SerializedName
@SerializedName("personName") private String name; public static void main(String[] args) { Person person = new Person("steven", 18); Gson gson = new Gson(); String json = gson.toJson(person); System.out.println(json); } 输出--》 {"personName":"steven","age":18}
2、暴露序列化注解@Expose
使用此注解时就可以选择性的序列化类的属性，前面介绍的方法都是直接使用new Gson(),toJson()和fromJson()方法，这会将全部的字段序列化或反序列化，但实际中，有时我们并不需要全部字段序列化。或者随着项目的发展，版本可能会升级，某些实体类里可能会新增几个字段，这时版本不同数据不同，即低版本不能解析新的json数据（因为新的数据还有新增的字段）等。将对象序列化，默认情况下@Expose注解是不起作用的,需要用GsonBuilder创建Gson的时候调用了
GsonBuilder.excludeFieldsWithoutExposeAnnotation()方法。
加上注解等同于： @Expose(serialize = true,deserialize = true) 不加注解等同于： @Expose(serialize = false,deserialize = false)
@Expose(serialize = false,deserialize = true) private String name; @Expose(serialize = true,deserialize = true) private int age; public static void main(String[] args) { Person person = new Person("steven", 18); Gson gson = new GsonBuilder().excludeFieldsWithoutExposeAnnotation().create(); System.out.println(json); String personJson = "{\"name\":\"steven\",\"age\":18}"; Person person1 = gson.fromJson(personJson, Person.class); System.out.println(person1); } 输出--》 {"age":18} Person{name='steven', age=18}
3、版本序列化注解@Since和@Util
使用注解表示哪些字段是哪个版本的，@Since(1.0)代表1.0版本，应用版本比它高或同等时会被序列化，反之不会，也可以用@Until(1.0)
@Since(2.0) private String name; @Since(1.0) private int age; public static void main(String[] args) { Person person = new Person("steven", 18); Gson gson = new GsonBuilder().setVersion(1.0).create(); String json = gson.toJson(person); System.out.println(json); String personJson = "{\"name\":\"steven\",\"age\":18}"; Person person1 = gson.fromJson(personJson, Person.class); System.out.println(person1); } 输出--》 {"age":18} Person{name='null', age=18}
四、Gson高阶用法
1、泛型类反序列化
fromJson时使用TypeToken格式
public static void main(String[] args) { Gson gson = new Gson(); String json = "{\"person\":{\"name\":\"steven\",\"age\":18}}"; Map<String, Person> personMap = gson.fromJson(json, new TypeToken<Map<String, Person>>() { }.getType()); System.out.println(personMap); }
2、Map复杂类型的key
使用new GsonBuilder().enableComplexMapKeySerialization().create();
//不加enableComplexMapKeySerialization时会默认调用key的toString()方法，而不是转Json public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); Person person = new Person("steven", 17); map.put(person,"steven"); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 {"Person{name\u003d\u0027steven\u0027, age\u003d17}":"steven"} //加上之后： public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().enableComplexMapKeySerialization().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); Person person = new Person("steven", 17); map.put(person,"steven"); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 [[{"name":"steven","age":17},"steven"]]
3、特殊字符的处理
使用disableHtmlEscaping解决特殊字符编码问题
//不加disableHtmlEscaping时，等号，引号都会转码： public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().disableHtmlEscaping().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); map.put("moi","subnetwork=1500,meid=3200"); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 {"moi":"subnetwork\u003d1500,meid\u003d3200"} //加上disableHtmlEscaping时： public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().disableHtmlEscaping().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); map.put("moi","subnetwork=1500,meid=3200"); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 {"moi":"subnetwork=1500,meid=3200"}
4、NULL值处理
Gson默认不会转换为null的属性，使用serializeNulls时不会丢失null属性
//不加serializeNulls会丢弃掉null值的属性: public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); map.put("moi", "1500"); map.put("name", null); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 {"moi":"1500"} //加上serializeNulls: public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().serializeNulls().create(); Map<Object, Object> map = new HashMap<>(); map.put("moi", "1500"); map.put("name", null); String json = gson.toJson(map); System.out.println(json); } 输出--》 {"moi":"1500","name":null}
5、数字类型处理
如前面所提到的一点，数字类型转换时，会出现精度问题，如下所示：
public static void main(String[] args) { Gson gson = new GsonBuilder().serializeNulls().create(); String json = "{\"moi\":\"1500\",\"age\":18}"; Map<Object, Object> map = gson.fromJson(json,new TypeToken<Map<Object, Object>>(){}.getType()); System.out.println(map); } 输出--》 {moi=1500, age=18.0}
Gson根据待解析的类型定位到具体的TypeAdaptor类，其接口的主要方法如下:
public abstract class TypeAdapter<T> { /** * Writes one JSON value (an array, object, string, number, boolean or null) * for {@code value}. * * @param value the Java object to write. May be null. */ public abstract void write(JsonWriter out, T value) throws IOException; /** * Reads one JSON value (an array, object, string, number, boolean or null) * and converts it to a Java object. Returns the converted object. * * @return the converted Java object. May be null. */ public abstract T read(JsonReader in) throws IOException; }
通过read方法从JsonReader中读取相应的数据组装成最终的对象，由于Map中的字段的声明类型是Object，最终Gson会定位到内置的ObjectTypeAdaptor类，我们来分析一下该类的逻辑过程。
public final class ObjectTypeAdapter extends TypeAdapter<Object> { public static final TypeAdapterFactory FACTORY = new TypeAdapterFactory() { @SuppressWarnings("unchecked") @Override public <T> TypeAdapter<T> create(Gson gson, TypeToken<T> type) { if (type.getRawType() == Object.class) { return (TypeAdapter<T>) new ObjectTypeAdapter(gson); } return null; } }; private final Gson gson; ObjectTypeAdapter(Gson gson) { this.gson = gson; } @Override public Object read(JsonReader in) throws IOException { JsonToken token = in.peek(); switch (token) { case BEGIN_ARRAY: List<Object> list = new ArrayList<Object>(); in.beginArray(); while (in.hasNext()) { list.add(read(in)); } in.endArray(); return list; case BEGIN_OBJECT: Map<String, Object> map = new LinkedTreeMap<String, Object>(); in.beginObject(); while (in.hasNext()) { map.put(in.nextName(), read(in)); } in.endObject(); return map; case STRING: return in.nextString(); //此处可以看出，所有数值类型都转换为了Double类型 case NUMBER: return in.nextDouble(); case BOOLEAN: return in.nextBoolean(); case NULL: in.nextNull(); return null; default: throw new IllegalStateException(); } } @SuppressWarnings("unchecked") @Override public void write(JsonWriter out, Object value) throws IOException { if (value == null) { out.nullValue(); return; } TypeAdapter<Object> typeAdapter = (TypeAdapter<Object>) gson.getAdapter(value.getClass()); if (typeAdapter instanceof ObjectTypeAdapter) { out.beginObject(); out.endObject(); return; } typeAdapter.write(out, value); } }
看到该逻辑过程，如果Json对应的是Object类型，最终会解析为Map<String, Object>类型；其中Object类型跟Json中具体的值有关，比如双引号的""值翻译为STRING。可以看到数值类型（NUMBER）全部转换为了Double类型，所以就有了之前的问题，整型数据被转换为了Double类型，比如18变为了18.0。 所以想在不改变源码的基础上，实现数值类型的正确转换，需要新增一个适配器。
public class MyTypeAdapter extends TypeAdapter<Object> { @Override public Object read(JsonReader in) throws IOException { JsonToken token = in.peek(); switch (token) { case BEGIN_ARRAY: List<Object> list = new ArrayList<Object>(); in.beginArray(); while (in.hasNext()) { list.add(read(in)); } in.endArray(); return list; case BEGIN_OBJECT: Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>(); in.beginObject(); while (in.hasNext()) { map.put(in.nextName(), read(in)); } in.endObject(); return map; case STRING: return in.nextString(); case NUMBER: //将其作为一个字符串读取出来 String numberStr = in.nextString(); //返回的numberStr不会为null if (numberStr.contains(".") || numberStr.contains("e") || numberStr.contains("E")) { return Double.parseDouble(numberStr); } return Long.parseLong(numberStr); case BOOLEAN: return in.nextBoolean(); case NULL: in.nextNull(); return null; default: throw new IllegalStateException(); } } @Override public void write(JsonWriter out, Object value) throws IOException { // 序列化无需实现 } }
此时就可以实现浮点型数值按double类型转换，整数型按Long型转换。另外一点可以看出当类型为BEGIN_OBJECT时ObjectTypeAdapter返回的Gson自定义的map类型LinkedTreeMap，如果使用时用到强转为HashMap会报错，由于我们使用的都是HashMap，所以自定义SonTypeAdapter复写成了HashMap。
五、总结
Gson是Google公司发布的一个开放源代码的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。Gson核心jar包不到1M，非常精简，但提供的功能无疑是非常强大的，如果使用JDK自带的JSON解析API，使用起来相对比较繁琐一点，而且代码量较多，推荐大家可以尝试使用。
