Java常用的JSON序列化与反序列化工具实践-京东云开发者社区

JSON简介：

JSON（Java Script Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，通常用于在不同系统之间传输数据。它基于 JavaScript 对象语法，但已成为一种独立于语言的格式。JSON 数据以键值对的形式组织，易于阅读和编写。

为什么要使用 JSON？

简单易用：JSON的语法简单，易于理解和编写，可以快速地进行数据交换。
跨平台支持：JSON可以被多种编程语言解析和生成，可以在不同的平台和语言之间进行数据交换和传输。
数据交换格式：JSON是一种标准的数据交换格式，可以在Web应用程序中广泛使用，如前后端数据交互、API接口数据传输等。
轻量级：JSON的数据格式轻量级，传输数据时占用带宽较小，可以提高数据传输速度。
易于扩展：JSON的数据结构灵活，支持嵌套对象和数组等复杂的数据结构，便于扩展和使用。
安全性：JSON数据格式是一种纯文本格式，不包含可执行代码，不会执行恶意代码，因此具有较高的安全性。

什么时候会使用 JSON？

前后端数据传输：当Web应用程序需要进行前后端数据传输时，可以使用JSON格式来传输数据，以便前后端之间进行数据交互。
API接口数据传输：当使用API接口进行数据传输时，可以使用JSON格式来传输数据，以便多个系统之间进行数据交互。
存储数据：当需要存储数据时，可以使用JSON格式来存储数据，以便后续的读取、修改和删除等操作。
日志记录：当需要记录日志时，可以使用JSON格式来记录日志信息，以便后续的分析和查询。
配置文件：当需要存储配置文件时，可以使用JSON格式来存储配置信息，以便后续的读取和修改操作。

JSON序列化与反序列化实践。

java中比较常用的JSON工具 fastjson，fastjson2，jackson，gson。实践的内容是新增字段的场景，各个工具的兼容性以及不同工具间的兼容性。

前置条件

各个JSON工具的版本号：

fastjson

 <dependency>
     <groupId>com.alibaba</groupId>
     <artifactId>fastjson</artifactId>
     <version>1.2.83-jdsec.rc1</version>
 </dependency>

fastjson2

<dependency>
    <groupId>com.alibaba.fastjson2</groupId>
    <artifactId>fastjson2</artifactId>
    <version>2.0.48</version>
</dependency>

jackson

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.7.9</version>
</dependency>

gson

<dependency>
    <groupId>com.google.code.gson</groupId>
    <artifactId>gson</artifactId>
    <version>2.8.8</version>
</dependency>

实体类：

现在三个类 Person 、OldFamily、Family三个类，Family是在OldFamily中增加了新属性oldPerson。主要是为了模拟数据处理时，新老数据的兼容问题。

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private int sex;
}

@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Family {
    private Person yongPerson;
    private Person oldPerson;
    private List<Person> persons;
}

@Data
@Builder
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class OldFamily {

    private Person yongPerson;

    private List<Person> persons;
}

fastjson序列化与反序列化

通过程序运行结果，可以观察到在Family序列化结果中，persons属性中的第三个person实例是oldPerson实例的引用，而yongPerson属性的值是persons属性中下标为0的实例的引用。这已经不是标准的JSON格式，而是fastjson的特性。当增加oldPerson属性后，Family序列化的结果在反序列化为OldFamily对象实例时，persons属性中有一个person实例为空。虽然反序列化不会报错，但程序将无法得到预期的结果。

为解决这个问题，fastjson在序列化时是默认的顺序是按照属性字段的字母顺序排序。你也可以通过注解的方式指定顺序，将新增加的属性放到orders的最后。

@JSONType(orders={"yongPerson", "persons", "oldPerson"})
public class Family {

    private Person yongPerson;

    private List<Person> persons;

    private Person oldPerson;

}

通过序列化结果可以看到oldPerson这个新增加的属性已经引用了persons属性中下标为2的实例。反序列化之后的OldFamily对象persons属性中的三个实例都有值，不会再有null值。程序还可以确保正确运行。

fastjson1.X 可以通过SerializerFeature参数来输出标准JSON格式

public static String toJSONString(Object object, SerializerFeature... features) {
    return toJSONString(object, DEFAULT_GENERATE_FEATURE, features);
}

通过程序运行结果可以看出，当指定序列化参数SerializerFeature.DisableCircularReferenceDetect时，是以标准的Json格式输出。

fasJson2序列化与反序列化

在fastjson2中，将对象序列化为JSON格式时，默认情况下就是标准的JSON格式。你可以通过设置`com.alibaba.fastjson2.JSONWriter.Feature`参数值为`JSONWriter.Feature.ReferenceDetection

即使用标准的JSON格式作为默认序列化方式是合理的。非标准化的方式应当需要特殊指定。在使用fastjson2版本2.0.26时，当设置`com.alibaba.fastjson2.JSONWriter.Feature`参数值为`JSONWriter.Feature.ReferenceDetection`时，会导致序列化和反序列化成Family实例结果得不到预期结果。

而在反序列化为OldFamily实例结果正确是因为没有oldPerson属性。

然而，在最新的2.0.48版本中，可以正常进行序列化和反序列化。以下是fastjson2的2.0.48版本的运营结果

gson序列化与反序列化

在gson中，默认情况下，当在`Fimaly`类中新增了`oldPerson`属性时，`Fimaly`的序列化结果可以正确地反序列化成`OldFimaly`类的实例。

Jackson序列化与反序列化

Jackson默认情况下，当在`Fimaly`类中新增了`oldPerson`属性时，`Fimaly`类的序列化结果无法正确反序列化成`OldFimaly`类实例。是因为Jackson在默认情况下进行反序列化时，要求所有属性都必须存在才能正确反序列化。

解决方案1 通过代码设置ObjectMapper中DeserializationFeature的属性

objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);

解决方案2 在类上使用

com.fasterxml.jackson.annotation.JsonIgnoreProperties(ignoreUnknown = true)

在使用jackson进行序列化和反序列化时，最好指定不进行属性检测。否则，在类新增属性的情况下就无法实现兼容。

fastjson默认序列化fastjson2反序列化

通过测试结果可以看出，fastjson2可以反序列化出fastjson默认序列化的json结果，说明了fastjson2兼容了fastjson。毕竟都是阿里出品。

fastjson2序列化fastjson反序列化

通过测试结果可以看出，fastjson2可以反序列化出fastjson默认序列化的json结果，说明了fastjson2兼容了fastjson。毕竟都是阿里出品。

fastjson默认序列化 jackson反序列化

通过结果可以看出，使用jackson进行反序列化时，没有指定了DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES为false，那么默认值为true，会把“$ref”作为属性进行检测，无论是OldPerson还是Person都没有此属性。会抛出异常。

通过结果可以看出，使用jackson进行反序列化时，指定了DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES为false没有报异常，但是person对象是以属性的默认值实例化的，没有得到想要的结果。

fastjson默认序列化gson反序列化

通过结果可以看出，使用gson进行反序列化时没有报异常，但是person对象是以属性的默认值实例化的，没有得到预期结果。

总结：

使用fastjson时，默认的序列化方式会对于具有相同对象的多个引用，除了第一个会以标准的JSON文本输出，其他引用会以“$ref”的方式输出文本。为了以标准的JSON格式输出文本，可以使用`SerializerFeature.DisableCircularReferenceDetect`参数。而fastjson2的默认序列化输出是标准的JSON格式，若需要具有fastjson默认序列化特性的场景，可以指定`com.alibaba.fastjson2.JSONWriter.Feature`参数值为`JSONWriter.Feature.ReferenceDetection`。
在使用fastjson或者fastjson2的特性，具有相同对象的多个引用，除了第一个会以标准的JSON文本输出，其他引用会以“$ref”的方式输出文本。在新增类属性字段的情况下，一定要把新增的属性放到最后序列化，确保在反序列化成没有新增属性类实例时，得不到预期结果造成线上事故。
fastjson和fastjson2在一定程度上是兼容的，但也存在版本差异和Bug，因此在使用时需要进行充分的测试验证。另外，gson、jackson和fastjson2的默认序列化方式也是标准JSON格式。对于jackson，若要在反序列化时兼容不存在的属性的JSON文本成为对象实例，需要设定`DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES`为false。
在使用JSON序列化工具时，需要注意每个工具的特点，尤其是在使用各自具有的特性时，要留意兼容性问题。在进行JSON工具版本升级时，也要进行充分的测试验证，确保有单元测试来保证质量。
若作为与外部系统交互的JSON格式数据，需要以标准化的数据格式进行存储或传输。
以上内容仅代表个人观点和一小部分实践，欢迎大家一起探讨。