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6. 二十不惑，ObjectMapper使用也不再迷惑

日期：2020-08-19点击：582

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✍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」和「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

从「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和 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

自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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