Android系统（96）---Android 数据交换解析框架Gson使用详解

Android 数据交换解析框架Gson使用详解

Json 是一种文本形式的数据交换格式，比 xml 更为轻量。Json 的解析和生成的方式很多，在 Android 平台上最常用的类库有 Gson 和 FastJson 两种，这里要介绍的是 Gson。

Gson主页：https://github.com/google/gson

一、Gson的基本用法

1.1、Gson对象

在进行序列化与反序列操作前，需要先实例化一个 com .google.gson.Gson 对象，获取 Gson 对象的方法有两种

        //通过构造函数来获取        Gson gson = new Gson();        //通过 GsonBuilder 来获取，可以进行多项特殊配置        Gson gson = new GsonBuilder().create();

1.2、生成 Json

利用 Gson 可以很方便地生成 Json 字符串，通过使用 addProperty 的四个重载方法

    public static void main(String[] args) {        JsonObject jsonObject = new JsonObject();        jsonObject.addProperty("String", "leavesC");        jsonObject.addProperty("Number_Integer", 23);        jsonObject.addProperty("Number_Double", 22.9);        jsonObject.addProperty("Boolean", true);        jsonObject.addProperty("Char", 'c');        System.out.println();        System.out.println(jsonObject);    }

addProperty 方法底层调用的是 add(String property, JsonElement value) 方法，即将基本数据类型转化为了 JsonElement 对象，JsonElement 是一个抽象类，而 JsonObject 继承了 JsonElement ，因此我们可以通过 JsonObject 自己来构建一个 JsonElement

    public static void main(String[] args) {        JsonObject jsonObject = new JsonObject();        jsonObject.addProperty("String", "leavesC");        jsonObject.addProperty("Number", 23);        jsonObject.addProperty("Number", 22.9);        jsonObject.addProperty("Boolean", true);        jsonObject.addProperty("Char", 'c');        JsonObject jsonElement = new JsonObject();        jsonElement.addProperty("Boolean", false);        jsonElement.addProperty("Double", 25.9);        jsonElement.addProperty("Char", 'c');        jsonObject.add("JsonElement", jsonElement);        System.out.println();        System.out.println(jsonObject);    }

1.3、Json与数组、List的转化

Json数组与字符串数组

    public static void main(String[] args) {        //Json数组 转为 字符串数组        Gson gson = new Gson();        String jsonArray = "[\"https://github.com/leavesC\",\"https://www.jianshu.com/u/9df45b87cfdf\",\"Java\",\"Kotlin\",\"Git\",\"GitHub\"]";        String[] strings = gson.fromJson(jsonArray, String[].class);        System.out.println("Json数组 转为 字符串数组: ");        for (String string : strings) {            System.out.println(string);        }        //字符串数组 转为 Json数组        jsonArray = gson.toJson(jsonArray, new TypeToken<String>() {        }.getType());        System.out.println("\n字符串数组 转为 Json数组: ");        System.out.println(jsonArray);    }

Json数组与 List

    public static void main(String[] args) {        //Json数组 转为 List        Gson gson = new Gson();        String jsonArray = "[\"https://github.com/leavesC\",\"https://www.jianshu.com/u/9df45b87cfdf\",\"Java\",\"Kotlin\",\"Git\",\"GitHub\"]";        List<String> stringList = gson.fromJson(jsonArray, new TypeToken<List<String>>() {        }.getType());        System.out.println("\nJson数组 转为 List: ");        for (String string : stringList) {            System.out.println(string);        }        //List 转为 Json数组        jsonArray = gson.toJson(stringList, new TypeToken<List<String>>() {        }.getType());        System.out.println("\nList 转为 Json数组: ");        System.out.println(jsonArray);    }

1.4、序列化与反序列化

Gson 也提供了 toJson() 和 fromJson() 两个方法用于转化 Model 与 Json，前者实现了序列化，后者实现了反序列化
首先，声明一个 User 类

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    private String name;    private int age;    private boolean sex;    public User(String name, int age, boolean sex) {        this.name = name;        this.age = age;        this.sex = sex;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                ", sex=" + sex +                '}';    }}

序列化的方法很简单，调用 gson 对象的 toJson 方法，传入要序列化的对象

    public static void main(String[] args) {        //序列化        User user = new User("leavesC", 24, true);        Gson gson = new Gson();        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));    }

反序化的方式也类似

    public static void main(String[] args) {        //反序列化        String userJson = "{\"name\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        Gson gson = new Gson();        User user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

二、属性重命名

继续使用上一节声明的 User 类，根据 User 类声明的各个属性名，移动端的开发者希望接口返回的数据格式即是如下这样的

{"name":"leavesC","age":24,"sex":true}

如果没有和服务器端沟通好或者是 API 改版了，接口返回的数据格式可能是这样的

{"Name":"leavesC","age":24,"sex":true}

{"userName":"leavesC","age":24,"sex":true}

如果继续使用上一节介绍的方法，那无疑会解析出错
例如

    public static void main(String[] args) {        //反序列化        String userJson = "{\"userName\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        Gson gson = new Gson();        User user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

name 属性值解析不到，所以为 null

此时为了兼顾多种格式的数据，就需要使用 SerializedName 注解
根据 SerializedName 的声明来看，SerializedName 包含两个属性值，一个是字符串，一个是字符串数组，而字符串数组含有默认值

@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target({ElementType.FIELD, ElementType.METHOD})public @interface SerializedName {    String value();    String[] alternate() default {};}

SerializedName 的作用是为了在序列化或反序列化时，指导 Gson 如果将原有的属性名和其它特殊情况下的属性名联系起来

例如，修改 User 类，为 name 声明 SerializedName 注解，注解值为 userName

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    @SerializedName("userName")    private String name;    private int age;    private boolean sex;}

在序列时，Json 格式就会相应改变

    public static void main(String[] args) {        //序列化        User user = new User("leavesC", 24, true);        Gson gson = new Gson();        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));    }

在反序列化时也一样，能够解析到正确的属性值

    public static void main(String[] args) {        //反序列化        String userJson = "{\"userName\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        Gson gson = new Gson();        User user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

还有个问题没解决，为了应对多种属性名不一致的情况，难道我们要声明多个 User 类吗？这显然是不现实的，所以还需要为 User 类设置多个备选属性名，这就需要用到 SerializedName 注解的另一个属性值alternate 了。

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    @SerializedName(value = "userName", alternate = {"user_name", "Name"})    private String name;    private int age;    private boolean sex;}

以下几种情况都能够被正确的反序列化

    public static void main(String[] args) {        //反序列化        Gson gson = new Gson();        String userJson = "{\"userName\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        User user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);        userJson = "{\"user_name\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);        userJson = "{\"Name\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        user = gson.fromJson(userJson, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

三、字段过滤

有时候并不是所有的字段都需要进行系列化和反序列化，因此需要对某些字段进行排除，有四种方法可以来实现这种需求。

3.1、基于@Expose注解

Expose 注解包含两个属性值，且均声明了默认值。Expose 的含义即为“暴露”，即用于对外暴露字段，serialize 用于指定是否进行序列化，deserialize 用于指定是否进行反序列化。如果字段不声明 Expose 注解，则意味着不进行序列化和反序列化操作，相当于两个属性值均为 false 。此外，Expose 注解需要和 GsonBuilder 构建的 Gson 对象一起使用才能生效。

@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target({ElementType.FIELD})public @interface Expose {    boolean serialize() default true;    boolean deserialize() default true;}

Expose 注解的注解值声明情况有四种

    @Expose(serialize = true, deserialize = true)   //序列化和反序列化都生效    @Expose(serialize = false, deserialize = true)  //序列化时不生效，反序列化时生效    @Expose(serialize = true, deserialize = false)  //序列化时生效，反序列化时不生效    @Expose(serialize = false, deserialize = false) //序列化和反序列化都不生效，和不写注解一样

现在来看个例子，修改 User 类

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    @Expose(serialize = true, deserialize = true)   //序列化和反序列化都生效    private String a;    @Expose(serialize = false, deserialize = true)  //序列化时不生效，反序列化时生效    private String b;    @Expose(serialize = true, deserialize = false)  //序列化时生效，反序列化时不生效    private String c;    @Expose(serialize = false, deserialize = false) //序列化和反序列化都不生效，和不写注解一样    private String d;    private String e;    public User(String a, String b, String c, String d, String e) {        this.a = a;        this.b = b;        this.c = c;        this.d = d;        this.e = e;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "a='" + a + '\'' +                ", b='" + b + '\'' +                ", c='" + c + '\'' +                ", d='" + d + '\'' +                ", e='" + e + '\'' +                '}';    }}

按照如上的注解值，只有声明了 Expose 注解且 serialize 值为 true 的字段才能被序列化，只有声明了 Expose 注解且 deserialize 值为 true 的字段才能被反序列化

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().excludeFieldsWithoutExposeAnnotation().create();        User user = new User("A", "B", "C", "D", "E");        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));        String json = "{\"a\":\"A\",\"b\":\"B\",\"c\":\"C\",\"d\":\"D\",\"e\":\"E\"}";        user = gson.fromJson(json, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user.toString());    }

3.2、基于版本

Gson 提供了 @Since 和 @Until 两个注解基于版本对字段进行过滤，@Since 和 @Until 都包含一个 Double 属性值，用于设置版本号。Since 的意思是“自……开始”，Until 的意思是“到……为止”，一样要和 GsonBuilder 配合使用。

@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target({ElementType.FIELD, ElementType.TYPE})public @interface Since {    double value();}@Documented@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target({ElementType.FIELD, ElementType.TYPE})public @interface Until {    double value();}

当版本( GsonBuilder 设置的版本) 大于或等于 Since 属性值或小于 Until 属性值时字段会进行序列化和反序列化操作，而没有声明注解的字段都会加入序列化和反序列操作

现在来看个例子，修改 User 类

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    @Since(1.4)    private String a;    @Since(1.6)    private String b;    @Since(1.8)    private String c;    @Until(1.6)    private String d;    @Until(2.0)    private String e;    public User(String a, String b, String c, String d, String e) {        this.a = a;        this.b = b;        this.c = c;        this.d = d;        this.e = e;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "a='" + a + '\'' +                ", b='" + b + '\'' +                ", c='" + c + '\'' +                ", d='" + d + '\'' +                ", e='" + e + '\'' +                '}';    }}

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().setVersion(1.6).create();        User user = new User("A", "B", "C", "D", "E");        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));        String json = "{\"a\":\"A\",\"b\":\"B\",\"c\":\"C\",\"d\":\"D\",\"e\":\"E\"}";        user = gson.fromJson(json, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user.toString());    }

3.3、基于访问修饰符

访问修饰符由 java.lang.reflect.Modifier 提供 int 类型的定义，而 GsonBuilder 对象的excludeFieldsWithModifiers方法接收一个 int 类型可变参数，指定不进行序列化和反序列化操作的访问修饰符字段
看个例子

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class ModifierSample {    public String publicField = "public";    protected String protectedField = "protected";    private String privateField = "private";    String defaultField = "default";    final String finalField = "final";    static String staticField = "static";}

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().excludeFieldsWithModifiers(Modifier.PRIVATE, Modifier.STATIC).create();        ModifierSample modifierSample = new ModifierSample();        System.out.println(gson.toJson(modifierSample));    }

3.4、基于策略

GsonBuilder 类包含 setExclusionStrategies(ExclusionStrategy... strategies)方法用于传入不定长参数的策略方法，用于直接排除指定字段名或者指定字段类型
看个例子

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class Strategies {    private String stringField;    private int intField;    private double doubleField;    public Strategies(String stringField, int intField, double doubleField) {        this.stringField = stringField;        this.intField = intField;        this.doubleField = doubleField;    }    @Override    public String toString() {        return "Strategies{" +                "stringField='" + stringField + '\'' +                ", intField=" + intField +                ", doubleField=" + doubleField +                '}';    }}

public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().setExclusionStrategies(new ExclusionStrategy() {            @Override            public boolean shouldSkipField(FieldAttributes fieldAttributes) {                //排除指定字段名                return fieldAttributes.getName().equals("intField");            }            @Override            public boolean shouldSkipClass(Class<?> aClass) {                //排除指定字段类型                return aClass.getName().equals(double.class.getName());            }        }).create();        Strategies strategies = new Strategies("stringField", 111, 11.22);        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(strategies));        String json = "{\"stringField\":\"stringField\",\"intField\":111,\"doubleField\":11.22}";        strategies = gson.fromJson(json, Strategies.class);        System.out.println();        System.out.println(strategies);    }

字段名为 "intField" 和字段类型为 double 的字段都会被排除掉

setExclusionStrategies 方法在序列化和反序列化时都会生效，如果只是想指定其中一种情况下的排除策略或分别指定排除策略，可以改为使用以下两个方法

addSerializationExclusionStrategy(ExclusionStrategy strategy);

addDeserializationExclusionStrategy(ExclusionStrategy strategy);

四、个性化配置

4.1、输出 null

对于 Gson 而言，在序列化时如果某个属性值为 null 的话，那么在序列化时该字段不会参与进来，如果想要显示输出该字段的话，可以通过 GsonBuilder 进行配置

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class Strategies {    private String stringField;    private int intField;    private double doubleField;}

 public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder()                .serializeNulls() //输出null                .create();        Strategies strategies = new Strategies(null, 24, 22.333);        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(strategies)); }

4.2、格式化输出Json

默认的序列化后的 Josn 字符串并不太直观，可以选择格式化输出

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder()                .serializeNulls() //输出null                .setPrettyPrinting()//格式化输出                .create();        Strategies strategies = new Strategies(null, 24, 22.333);        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(strategies));    }

4.3、格式化时间

Gson 也可以对时间值进行格式化

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class Strategies {    private Date date;    private Date date2;    public Strategies(Date date, Date date2) {        this.date = date;        this.date2 = date2;    }    @Override    public String toString() {        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS", Locale.CHINA);        return "Strategies{" +                "date=" + simpleDateFormat.format(date) +                ", date2=" + simpleDateFormat.format(date2) +                '}';    }}

public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder()                .setPrettyPrinting()//格式化输出                .setDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS")//格式化时间                .create();        Date date = new Date();        Strategies strategies = new Strategies(date, new Date(date.getTime() + 1000000));        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(strategies));        String json = "{\n" +                "  \"date\": \"2018-03-17 19:38:50:033\",\n" +                "  \"date2\": \"2018-03-17 19:55:30:033\"\n" +                "}";        System.out.println();        System.out.println(gson.fromJson(json, Strategies.class));    }

五、TypeAdapter

TypeAdapter 是一个泛型抽象类，用于接管某种类型的序列化和反序列化过程，包含两个抽象方法，分别用于自定义序列化和反序列化过程

public abstract void write(JsonWriter var1, T var2) throws IOException;public abstract T read(JsonReader var1) throws IOException;

下面看个简单的例子

/** * 作者：chenZY * 时间：2018/3/17 18:32 * 描述：https://github.com/leavesC */public class User {    private String name;    private int age;    private boolean sex;    public User() {    }    public User(String name, int age, boolean sex) {        this.name = name;        this.age = age;        this.sex = sex;    }    @Override    public String toString() {        return "User{" +                "name='" + name + '\'' +                ", age=" + age +                ", sex=" + sex +                '}';    }}

定义 TypeAdapter 的子类 UserTypeAdapter 来接管 User 类的序列化和反序列化过程
这里设定当 User 类序列化时 Json 中的Key值都是大写字母开头，反序列化时支持“name”和“Name”两种不同的 Json 风格

public class UserTypeAdapter extends TypeAdapter<User> {    @Override    public void write(JsonWriter jsonWriter, User user) throws IOException {        //流式序列化成对象开始        jsonWriter.beginObject();        //将Json的Key值都指定为大写字母开头        jsonWriter.name("Name").value(user.getName());        jsonWriter.name("Age").value(user.getAge());        jsonWriter.name("Sex").value(user.isSex());        //流式序列化结束        jsonWriter.endObject();    }    @Override    public User read(JsonReader jsonReader) throws IOException {        User user = new User();        //流式反序列化开始        jsonReader.beginObject();        while (jsonReader.hasNext()) {            switch (jsonReader.nextName()) {                //首字母大小写均合法                case "name":                case "Name":                    user.setName(jsonReader.nextString());                    break;                case "age":                    user.setAge(jsonReader.nextInt());                    break;                case "sex":                    user.setSex(jsonReader.nextBoolean());                    break;            }        }        //流式反序列化结束        jsonReader.endObject();        return user;    }}

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().registerTypeAdapter(User.class, new UserTypeAdapter()).create();        User user = new User("leavesC", 24, true);        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));        String json = "{\"Name\":\"leavesC\",\"age\":24,\"sex\":true}";        user = gson.fromJson(json, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

可以看到 User 类按照预定义的策略来完成序列化和反序列化了

六、JsonSerializer 和 JsonDeserializer

TypeAdapter 将序列化和反序列操作都接管了过来，其实 Gson 还提供了只接管序列化过程的接口，即 JsonSerializer
看个例子

    public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().registerTypeAdapter(User.class, new JsonSerializer<User>() {            @Override            public JsonElement serialize(User user, Type type, JsonSerializationContext jsonSerializationContext) {                JsonObject jsonObject = new JsonObject();                jsonObject.addProperty("NameHi", user.getName());                jsonObject.addProperty("Sex", user.isSex());                jsonObject.addProperty("Age", user.getAge());                return jsonObject;            }        }).create();        User user = new User("leavesC", 24, true);        System.out.println();        System.out.println(gson.toJson(user));    }

相对应的，JsonDeserializer 接口提供了反序列化的接口

public static void main(String[] args) {        Gson gson = new GsonBuilder().registerTypeAdapter(User.class, new JsonDeserializer<User>() {            @Override            public User deserialize(JsonElement jsonElement, Type type, JsonDeserializationContext jsonDeserializationContext) throws JsonParseException {                JsonObject jsonObject = jsonElement.getAsJsonObject();                String name = null;                //同时支持 userName 和 name 两种情况                if (jsonObject.has("userName")) {                    name = jsonObject.get("userName").getAsString();                } else if (jsonObject.has("name")) {                    name = jsonObject.get("name").getAsString();                }                int age = jsonObject.get("age").getAsInt();                boolean sex = jsonObject.get("sex").getAsBoolean();                return new User(name, age, sex);            }        }).create();        String json = "{\"userName\":\"leavesC\",\"sex\":true,\"age\":24}";        User user = gson.fromJson(json, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);        json = "{\"name\":\"leavesC\",\"sex\":true,\"age\":24}";        user = gson.fromJson(json, User.class);        System.out.println();        System.out.println(user);    }

这里有个比较麻烦的地方，那就是在使用 TypeAdapter 、JsonSerializer 和 JsonDeserializer 时，总需要调用 registerTypeAdapter 方法进行注册，那有没有更简单的注册方法呢？
有的，Gosn 还提供了另一个注解 @JsonAdapter 用于进行简单的声明

类似于这样，声明了 User 类的序列化或反序列化操作由 UserTypeAdapter 完成，注解的优先级高于registerTypeAdapter 方法

@JsonAdapter(UserTypeAdapter.class)public class User {}

七、TypeAdapterFactory

TypeAdapterFactory 是用于创建 TypeAdapter 的工厂类，通过参数 TypeToken 来查找确定对应的 TypeAdapter，如果没有就返回 null 并由 Gson 默认的处理方法来进行序列化和反序列化操作，否则就由用户预定义的 TypeAdapter 来进行处理

        Gson gson = new GsonBuilder().registerTypeAdapterFactory(new TypeAdapterFactory() {            @Override            public <T> TypeAdapter<T> create(Gson gson, TypeToken<T> typeToken) {                //如果 Gson 需要与 User 类相关的 TypeAdapter ，则返回我们自己定义的 TypeAdapter 对象                if (typeToken.getType().getTypeName().equals(User.class.getTypeName())) {                    return (TypeAdapter<T>) new UserTypeAdapter();                }                //找不到则返回null                return null;            }        }).create();