完全理解Gson(2):Gson序列化

通过调用 Gson API 可以把 Java 对象转换为 JSON 格式的字符串(项目主页)。在这篇文章中,我们将会讲到如何通过 Gson 默认实现和自定义实现方式,将 Java  对象转换为 JSON 字符串。

对于那些不熟悉 Gson 的读者,建议在读本篇文章之前读一下这两篇文章:简单 Gson 实例和 Gson 反序列化实例。另外,这篇文章的讲述方式和Gson反序列化实例一样,并且使用了相同的例子。

注意

请注意,在文章中我们将互换格式化或序列化的术语。

下面列出的所有代码都可以在这里找到: http://java-creed-examples.googlecode.com/svn/gson/Gson Serialiser Example/ 。大多数例子不会包含完整的代码,可能会忽略和要讨论的例子不相关的片段。读者可以从上面的链接下载查看完整的代码。

简单的例子

考虑下面这个 Java 对象。

package com.javacreed.examples.gson.part1;

public class Book {

  private String[] authors;
  private String isbn10;
  private String isbn13;
  private String title;

  // Methods removed for brevity

}

这个简单的 Java 类封装了一本书的属性。假如我们需要将其序列化为下面这个 JSON 对象。

{
  "title": "Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases",
  "isbn-10": "032133678X",
  "isbn-13": "978-0321336781",
  "authors": [
    "Joshua Bloch",
    "Neal Gafter"
  ]
}

Gson 不需要任何特殊配置就可以序列化 Book 类。Gson 使用 Java 字段名称作为 JSON 字段的名称,并赋予对应的值。如果仔细地看一下上面的那个 JSON 示例会发现, ISBN 字段包含一个减号:isbn-10 和 isbn-13。不幸的是,使用默认配置不能将这些字段包含进来。解决问题的办法之一就是使用注解,就像在这篇文章中描述的那样:Gson 注解示例。使用注解可以自定义 JSON 字段的名称,Gson将会以注解为准进行序列化。另一个方法就是使用 JsonSerialiser (Java Doc),如下所示:

package com.javacreed.examples.gson.part1;

import java.lang.reflect.Type;

import com.google.gson.JsonArray;
import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonPrimitive;
import com.google.gson.JsonSerializationContext;
import com.google.gson.JsonSerializer;

public class BookSerialiser implements JsonSerializer {

    @Override
    public JsonElement serialize(final Book book, final Type typeOfSrc, final JsonSerializationContext context) {
        final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
        //The serialisation code is missing

        return jsonObject;
    }
}

上面的例子还缺失了重要部分,需要通过补充序列化代码来完善。在添加更多代码使其变得复杂之前,我们先来理解下这个类。

JsonSerializer 接口要求类型是将要进行序列化的对象类型。在这个例子中,我们要序列化的 Java 对象是 Book。serialize()方法的返回类型必须是一个 JsonElement (Java 文档)类型的实例。详见这篇文章:Gson 反序列化实例,下面列出了JsonElement 四种具体实现类型:

  • JsonPrimitive (Java Doc) —— 例如一个字符串或整型
  • JsonObject (Java Doc) —— 一个以 JsonElement 名字(类型为 String)作为索引的集合。类似于 Map<String,JsonElement>集合(Java Doc
  • JsonArray (Java Doc)—— JsonElement 的集合。注意数组的元素可以是四种类型中的任意一种,或者混合类型都支持。
  • JsonNull (Java Doc) —— 值为null

JsonElement的类型

上面这张图片展示了 JsonElement 的所有类型。可以把 JsonObject 看作值为 JsonElement 的键值对集合。因此,这些值可以是另外四种对象。

下面是序列化的完整实例:

package com.javacreed.examples.gson.part1;

import java.lang.reflect.Type;

import com.google.gson.JsonArray;
import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonPrimitive;
import com.google.gson.JsonSerializationContext;
import com.google.gson.JsonSerializer;

public class BookSerialiser implements JsonSerializer {

    @Override
    public JsonElement serialize(final Book book, final Type typeOfSrc, final JsonSerializationContext context) {
        final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
        jsonObject.addProperty("title", book.getTitle());
        jsonObject.addProperty("isbn-10", book.getIsbn10());
        jsonObject.addProperty("isbn-13", book.getIsbn13());

        final JsonArray jsonAuthorsArray = new JsonArray();
        for (final String author : book.getAuthors()) {
            final JsonPrimitive jsonAuthor = new JsonPrimitive(author);
            jsonAuthorsArray.add(jsonAuthor);
        }
        jsonObject.add("authors", jsonAuthorsArray);

        return jsonObject;
    }
}

我们在这里添加了一些代码。在理解整个图片的含义前,我们先把它拆成一个个小的部分,先来解释下每部分的含义。

如果要序列化这个 Java 对象,首先需要创建一个 JsonElement 实例。例子中是返回了一个 JsonObject 实例来代表 Book 对象,如下所示:

final JsonObject jsonObject = new JsonObject();

该对象使用我们设置的字段名称进行填充,如下:

// The variable 'book' is passed as a parameter to the serialize() method
    final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
    jsonObject.addProperty("title", book.getTitle());
    jsonObject.addProperty("isbn-10", book.getIsbn10());
    jsonObject.addProperty("isbn-13", book.getIsbn13());

使用 addProperty() 方法 (Java Doc)可以添加任何 Java 原始类型以及String和Number。注意此处的 name 必须是唯一的,否则会被前一个覆盖掉。可以将其看做是一个将字段名作为值索引的 Map。

更复杂的对象,比如 Java 对象或数组就不能使用上面的方法来添加了。JsonObject 有另外一个 add() 方法,可以用来作为替代,如下所示:

// The variable 'book' is passed as a parameter to the serialize() method
    jsonObject.addProperty("title", book.getTitle());
    jsonObject.addProperty("isbn-10", book.getIsbn10());
    jsonObject.addProperty("isbn-13", book.getIsbn13());

    final JsonArray jsonAuthorsArray = new JsonArray();
    for (final String author : book.getAuthors()) {
      final JsonPrimitive jsonAuthor = new JsonPrimitive(author);
      jsonAuthorsArray.add(jsonAuthor);
    }
    jsonObject.add("authors", jsonAuthorsArray);

首先创建一个 JsonArray 对象,然后将所有 authors 添加进去。和 Java 不同的是,初始化 JsonArray 时不需要指定数组的大小。事实上,抛开这个类的名字不看,可以将 JsonArray 类更多地看做是一个 list 而非 array。最后将 jsonAuthorsArray  添加到 jsonObject 中。此处也可以在给 jsonAuthorsArray 添加元素之前,将其添加到 jsonObject 中。

在调用该序列化方法之前,我们需要将其注册到 Gson 中:

package com.javacreed.examples.gson.part1;

import java.io.IOException;

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;

public class Main {

  public static void main(final String[] args) throws IOException {
    // Configure GSON
    final GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();
    gsonBuilder.registerTypeAdapter(Book.class, new BookSerialiser());
    gsonBuilder.setPrettyPrinting();
    final Gson gson = gsonBuilder.create();

    final Book javaPuzzlers = new Book();
    javaPuzzlers.setTitle("Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases");
    javaPuzzlers.setIsbn10("032133678X");
    javaPuzzlers.setIsbn13("978-0321336781");
    javaPuzzlers.setAuthors(new String[] { "Joshua Bloch", "Neal Gafter" });

    // Format to JSON
    final String json = gson.toJson(javaPuzzlers);
    System.out.println(json);
  }
}

通过注册我们自己实现的序列化器,告诉 Gson 无论什么时候序列化 Book 类型的对象都使用该序列化器进行序列化。

在上面例子中,通过调用 set prettying printing 方法还告诉了 Gson 对生成的 JSON 对象进行格式化,如下所示:

gsonBuilder.setPrettyPrinting();

虽然这对于调试和教程非常有用,但请不要在生产环境中这样用,因为可能会因此产生更大的 JSON 对象(文本的大小)。除此之外,由于 Gson 必须要格式化 JSON 对象,即对其进行相应的缩进,pretty printing 会有一些性能方面的消耗。

运行上面的代码可以得到预期的 JSON 对象。对我们的第一个例子做个总结,即怎样自定义 Gson 序列化器将 Java 对象序列化为 JSON 对象。下一章将会讲到怎样使用 Gson 序列化嵌套对象。

嵌套对象

接下来的例子将会描述怎么序列化嵌套对象所谓嵌套对象是指在其它对象内部的对象。在此我们将会引入一个新的实体:author。形成了这样一个包含 title 和 ISBN 连同 author 列表的 book。在这个例子中将会得到一个包含新实体的 JSON 对象,与前面的JSON对象不同,就像下面那样:

{
  "title": "Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases",
  "isbn": "032133678X",
  "authors": [
    {
      "id": 1,
      "name": "Joshua Bloch"
    },
    {
      "id": 2,
      "name": "Neal Gafter"
    }
  ]
}

注意前一个例子中 authors 只是一个简单的字符数组:

"authors": [
    "Joshua Bloch",
    "Neal Gafter"
  ]

这个例子中的 authors 是一个 JSON 对象,而不仅仅只是一个基本类型。

{
      "id": 1,
      "name": "Joshua Bloch"
    }

author 的 JSON对象有一个 id 和一个 name字段。下面是 Author 类。

package com.javacreed.examples.gson.part2;

public class Author {

  private int id;
  private String name;

  // Methods removed for brevity

}

这个类非常简单由两个字段组成,并且都是原始类型。Book 类被修改为使用 Author 类,如下所示:

package com.javacreed.examples.gson.part2;

public class Book {

  private Author[] authors;
  private String isbn;
  private String title;

  // Methods removed for brevity

}

author 字段从一个 integer 数组变成了一个 Author 数组。因此必须修改下 BookSerialiser 类来兼容这一改变,如下:

package com.javacreed.examples.gson.part2;

import java.lang.reflect.Type;

import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonSerializationContext;
import com.google.gson.JsonSerializer;

public class BookSerialiser implements JsonSerializer<Book> {

  @Override
  public JsonElement serialize(final Book book, final Type typeOfSrc, final JsonSerializationContext context) {
    final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
    jsonObject.addProperty("title", book.getTitle());
    jsonObject.addProperty("isbn", book.getIsbn());

    final JsonElement jsonAuthros = context.serialize(book.getAuthors());
    jsonObject.add("authors", jsonAuthros);

    return jsonObject;
  }
}

authors 的序列化由 context(作为 serialize() 方法的一个参数被传进来,是 JsonSerializationContext 的实例) 来完成。context 将会序列化给出的对象,并返回一个 JsonElement。同时 context 也会尝试找到一个可以序列化当前对象的序列化器。如果没有找到,其将会使用默认的序列化器。目前,我们还不会为 Author 类实现一个序列化器,仍然会使用默认实现作为替代。

package com.javacreed.examples.gson.part2;

import java.io.IOException;

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;

public class Main {

  public static void main(final String[] args) throws IOException {
    // Configure GSON
    final GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();
    gsonBuilder.registerTypeAdapter(Book.class, new BookSerialiser());
    gsonBuilder.setPrettyPrinting();
    final Gson gson = gsonBuilder.create();

    final Author joshuaBloch = new Author();
    joshuaBloch.setId(1);
    joshuaBloch.setName("Joshua Bloch");

    final Author nealGafter = new Author();
    nealGafter.setId(2);
    nealGafter.setName("Neal Gafter");

    final Book javaPuzzlers = new Book();
    javaPuzzlers.setTitle("Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases");
    javaPuzzlers.setIsbn("032133678X");
    javaPuzzlers.setAuthors(new Author[] { joshuaBloch, nealGafter });

    final String json = gson.toJson(javaPuzzlers);
    System.out.println(json);
  }
}

上面的例子创建并配置 Gson 使用自定义的 BookSerialiser 进行序列化。我们创建了两个 author 对象和一个 book 对象,并序列化该 book 对象。这样将会得到在章节开始时展示的 JSON 对象。

完整起见,下面是一个 Author 类的序列化器:

package com.javacreed.examples.gson.part2;

import java.lang.reflect.Type;

import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonSerializationContext;
import com.google.gson.JsonSerializer;

public class AuthorSerialiser implements JsonSerializer<Author> {

  @Override
  public JsonElement serialize(final Author author, final Type typeOfSrc, final JsonSerializationContext context) {
    final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
    jsonObject.addProperty("id", author.getId());
    jsonObject.addProperty("name", author.getName());

    return jsonObject;
  }
}

上面的序列化器并没有引入什么新的特性,因此不需要再多做解释。如果想要使用这个新的序列器,需要将其注册到 GsonBuilder (Java Doc) 中。

本章对嵌套对象的序列化做了总结。可以将嵌套对象的序列化交给 context 处理,其在序列化时会顺带尝试找到一个合适的序列化器,并返回相应的 JsonElement。下一章也是最后一章将会讲如何处理对象引用的序列化。

对象引用

一个对象对其它对象的引用叫做对象引用,book 和 author 类之间的关系就是这样。同一个 author 可以有多本 book。例如 author Joshua BlochAuthor at Amazon)不止一本 book。在使用序列化器描述之前,我们将会清除重复的 author。

考虑下面这个例子:

package com.javacreed.examples.gson.part3;

import java.io.IOException;

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.GsonBuilder;

public class Example1 {

  public static void main(final String[] args) throws IOException {
    // Configure GSON
    final GsonBuilder gsonBuilder = new GsonBuilder();
    gsonBuilder.setPrettyPrinting();
    final Gson gson = gsonBuilder.create();

    final Author joshuaBloch = new Author();
    joshuaBloch.setId(1);
    joshuaBloch.setName("Joshua Bloch");

    final Author nealGafter = new Author();
    nealGafter.setId(2);
    nealGafter.setName("Neal Gafter");

    final Book javaPuzzlers = new Book();
    javaPuzzlers.setTitle("Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases");
    javaPuzzlers.setIsbn("032133678X");
    javaPuzzlers.setAuthors(new Author[] { joshuaBloch, nealGafter });

    final Book effectiveJava = new Book();
    effectiveJava.setTitle("Effective Java (2nd Edition)");
    effectiveJava.setIsbn("0321356683");
    effectiveJava.setAuthors(new Author[] { joshuaBloch });

    final Book[] books = new Book[] { javaPuzzlers, effectiveJava };

    final String json = gson.toJson(books);
    System.out.println(json);
  }
}

两个作者和两本书其中一个作者在两本书中都有。注意有两个 author 对象而不是三个,代表 Joshua Bloch 的实例被两个 book 对象共享。最后注意,我们故意没有使用任何自定义的序列化器。下面是执行上面代码的结果。

[
  {
    "authors": [
      {
        "id": 1,
        "name": "Joshua Bloch"
      },
      {
        "id": 2,
        "name": "Neal Gafter"
      }
    ],
    "isbn": "032133678X",
    "title": "Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases"
  },
  {
    "authors": [
      {
        "id": 1,
        "name": "Joshua Bloch"
      }
    ],
    "isbn": "0321356683",
    "title": "Effective Java (2nd Edition)"
  }
]

得到了两个 book 类型的 JSON 和三个 author 类型的 JSON。而对于author:Joshua Bloch 是重复的。

 {
        "id": 1,
        "name": "Joshua Bloch"
      }

这会使得 JSON 对象明显变大,尤其是对更复杂的对象。理想情况下,book 的 JSON 对象应该只包含 author 的 id 而不是整个对象。这类似于关系型数据库中 book 表有一个外键关联到 author 表。

Book 类将会被修改为包含一个只返回 author 的 id 的方法,如下:

package com.javacreed.examples.gson.part3;

public class Book {

  private Author[] authors;
  private String isbn;
  private String title;

  public Author[] getAuthors() {
    return authors;
  }

  public int[] getAuthorsIds() {
    final int[] ids = new int[authors.length];
    for (int i = 0; i < ids.length; i++) {
      ids[i] = authors[i].getId();
    }
    return ids;
  }// Other methods removed for brevity

}

当序列化 book 时使用 author 的 id 代替整个 author 对象,如下:

package com.javacreed.examples.gson.part3;

import java.lang.reflect.Type;

import com.google.gson.JsonElement;
import com.google.gson.JsonObject;
import com.google.gson.JsonSerializationContext;
import com.google.gson.JsonSerializer;

public class BookSerialiser implements JsonSerializer {

  @Override
  public JsonElement serialize(final Book book, final Type typeOfSrc, final JsonSerializationContext context) {
    final JsonObject jsonObject = new JsonObject();
    jsonObject.addProperty("title", book.getTitle());
    jsonObject.addProperty("isbn", book.getIsbn());

    final JsonElement jsonAuthros = context.serialize(book.getAuthorsIds());
    jsonObject.add("authors", jsonAuthros);

    return jsonObject;
  }
}

下面是使用这个序列化器得到的结果:

[
  {
    "title": "Java Puzzlers: Traps, Pitfalls, and Corner Cases",
    "isbn": "032133678X",
    "authors": [
      1,
      2
    ]
  },
  {
    "title": "Effective Java (2nd Edition)",
    "isbn": "0321356683",
    "authors": [
      1
    ]
  }
]

现在我们使用 author 的 id 代替了整个 author。这一做法使得其比前一个有更小的空间占用。对于更大的对象将产生巨大的影响。

这个例子是整篇文章关于序列化的总结。从中我们学会了怎么使用默认或自定义的序列化选项将 Java 对象序列化为 JSON 字符串。

原文链接: javacreed 翻译: ImportNew.com - 飘扬叶
译文链接: http://www.importnew.com/16638.html
[ 转载请保留原文出处、译者和译文链接。]



相关文章

发表评论

Comment form

(*) 表示必填项

还没有评论。

跳到底部
返回顶部