一. JSON簡介

1. 概念

JSON(JavaScript Object Notation)是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，它算是JavaScript語言的一部分，與XML一樣都可以用于數(shù)據(jù)的存儲和傳輸。一個JSON文檔可以由JSON對象和JSON數(shù)組兩部分組成，內(nèi)部的格式由鍵值對組成。在實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會把JSON數(shù)組和JSON對象組合起來構(gòu)建成復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以滿足不同的需求。

2. 優(yōu)缺點(diǎn)

JSON這種信息載體，相比XML來說，具有自己鮮明的特點(diǎn)，具體來說，就是具有如下優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 JSON的優(yōu)點(diǎn)

• 易于讀寫：JSON的格式非常簡單，易于讀寫和維護(hù)；
• 易于解析：JSON數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，解析速度快，可以很方便地被各種編程語言所解析；
• 易于傳輸：JSON數(shù)據(jù)量小，傳輸速度快，非常適合于網(wǎng)絡(luò)傳輸；
• 易于擴(kuò)展：JSON支持嵌套，可以很方便地添加新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
• 與JavaScript兼容：JSON是JavaScript的一個子集，可以很方便地被JavaScript解析。

2.2 JSON的缺點(diǎn)

但是JSON也不是說就十全十美，同樣也有一些小缺點(diǎn)。

• 無注釋：JSON數(shù)據(jù)中不支持注釋，這使得JSON文件的可讀性變得較差；
• 無標(biāo)準(zhǔn)：JSON沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)定義，各種實(shí)現(xiàn)之間有一定的差異；
• 不支持二進(jìn)制數(shù)據(jù)：JSON只支持文本數(shù)據(jù)，不支持二進(jìn)制數(shù)據(jù)，這在一些場景中可能會受到限制；
• 可讀性差：由于JSON的格式比較簡單，因此在一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，可能會出現(xiàn)可讀性差的情況。

但總的來說，瑕不掩瑜，JSON作為一種非常方便、易于使用的數(shù)據(jù)格式，具有良好的跨平臺性和易擴(kuò)展性，常用于前后端數(shù)據(jù)交互、移動應(yīng)用開發(fā)、IoT應(yīng)用等場景中。

3. JSON與XML對比

正是基于以上特點(diǎn)，所以在現(xiàn)代開發(fā)中，JSON比XML更常用。畢竟JSON具有更簡單、更清晰的語法和結(jié)構(gòu)，同時也比XML更輕量級、更易于解析和處理。此外，JSON也更適合于Web應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序，因?yàn)樗梢愿斓卦诳蛻舳撕头?wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)然在某些特殊的應(yīng)用場景中，如數(shù)據(jù)交換和存儲等，XML仍然是一種重要的數(shù)據(jù)格式。請大家來看看做的JSON與XML對比總結(jié)，如下表所示：

大家可以根據(jù)自己的實(shí)際需要，選擇合適的格式進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和傳輸。

4. 使用場景

我們現(xiàn)在知道，JSON作為一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，具有易讀性、易于編寫和解析的特點(diǎn)，因此經(jīng)常用于前后端數(shù)據(jù)交互。具體來說，經(jīng)常會用于以下這些場景中：

• Web開發(fā)中，前后端數(shù)據(jù)交互。
• 移動應(yīng)用開發(fā)中，客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)交互。
• IoT應(yīng)用中，設(shè)備與云端數(shù)據(jù)交互。
• 大數(shù)據(jù)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)交換和存儲。
• 日志處理中，日志數(shù)據(jù)的存儲和分析。
• 軟件測試中，數(shù)據(jù)的生成和驗(yàn)證。
• 其他各種數(shù)據(jù)交換場景。

除了以上這些應(yīng)用之外，當(dāng)然還有很多其他的使用場景，在此就不再細(xì)說了。

二. JSON語法

1. 基本構(gòu)成

JSON文檔有 JSON對象和JSON數(shù)組 兩種基本類型， 這兩種基本類型又主要由以下幾個部分組成：

• 對象(Object) ：由一組鍵值對組成，使用大括號（{}）包含，鍵值對之間使用逗號（,）分隔；
• 數(shù)組(Array) ：由一組有序的值組成，使用中括號（[]）包含，值之間使用逗號（,）分隔；
• 值(Value) ：由一組有序的值組成，使用中括號（[]）包含，值之間使用逗號（,）分隔；
• 鍵(Key) ：一個字符串，用于表示對象中的一個鍵值對的鍵；
• 字符串(String) ：由一組字符組成。在JSON中，字符串必須使用雙引號（""）包含；
• 數(shù)字(Number) ：一個整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)；
• 布爾值(Boolean) ：true或false；
• 空值(Null) ：表示一個空值，只有一個關(guān)鍵字null。

其中，JSON對象要使用大括號{} 包裹起來，在大括號{}內(nèi)部可以包含多個鍵值對。每個鍵值對由一個鍵和一個值組成，鍵和值之間使用冒號:分隔，而多個鍵值對之間要使用逗號,分隔。鍵值對的鍵是一個字符串，值可以是任意類型的數(shù)據(jù)，可以是數(shù)字、字符串、布爾值、數(shù)組或其他JSON對象。如下所示：

{
    "name": "一一哥",
    "age": 25,
    "email": "yyg@example.com"
}

上面的JSON對象有三個鍵值對，分別是name、age和email，它們的值分別是字符串、數(shù)字和字符串類型。

而JSON數(shù)組可以看作是一組有序的值，整個數(shù)組要使用中括號[] 包裹起來。在JSON數(shù)組中可以包裹其他的JSON對象或數(shù)組，進(jìn)行多重嵌套。數(shù)組中的每個值也都可以是任意類型的數(shù)據(jù)(包括字符串、數(shù)字、對象、數(shù)組等)，值之間同樣使用逗號,分隔。如下所示：

[
    "apple",
    "banana",
    "cherry",
    {
        "name": "一一哥",
        "age": 30
    },
    [1, 2, 3]
]

上面的JSON數(shù)組有五個值，分別是三個字符串、一個對象和一個數(shù)組。其中，第四個值是一個JSON對象，第五個值是一個JSON數(shù)組。

雖然JSON對象和JSON數(shù)組在語法上有所不同，但它們都是用來表示JSON數(shù)據(jù)的常用結(jié)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以將它們組合嵌套起來構(gòu)建出更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以滿足不同的需求。比如下面這個JSON文檔：

{
    "name": "一一哥",
    "age": 25,
    "email": "yyg@126.com",
    "hobbies": [
        "吃飯飯",
        "音樂",
        {
            "name": "鋼琴",
            "level": 3
        }
    ]
}

在上面這個文檔中，定義了一個包含四個鍵值對的JSON對象，其中name、age和email是字符串類型的key。hobbies是一個包含三個元素的JSON數(shù)組，其中前兩個元素是字符串，第三個元素又是一個JSON對象，包含name和level兩個鍵值對。注意，在JSON數(shù)組中可以包含任意類型的元素，包括字符串、數(shù)字、對象、數(shù)組等。

為了讓大家更好地搞清楚JSON語法的構(gòu)成，接下來再分別給大家講解一下JSON語法中的各個組成部分。

2. 對象

JSON對象是一組由鍵值對組成的無序集合，用大括號{}包裹。每個鍵值對之間使用逗號,分隔。鍵是一個字符串，值可以是任意類型的數(shù)據(jù)，包括對象、數(shù)組、字符串、數(shù)字、布爾值和空值。我們來看下面這個包含了三個鍵值對的JSON對象：

{
    "name": "一一哥",
    "age": 20,
    "city": "上海"
}

3. 數(shù)組

JSON數(shù)組是一組有序的值的集合，用中括號[]包裹。每個值之間使用逗號,分隔，值可以是任意類型的數(shù)據(jù)，包括對象、數(shù)組、字符串、數(shù)字、布爾值和空值。我們來看下面這個包含了三個值的JSON數(shù)組：

["apple", "banana", "cherry"]

4. 值

JSON的值可以是任意類型的數(shù)據(jù)，包括對象、數(shù)組、字符串、數(shù)字、布爾值和空值。例如：

{
    "name": "一一哥",
    "age": 20,
    "isMarried": false,
    "hobbies": ["讀書", "運(yùn)動", "音樂"],
    "address": {
        "street": "上海同濟(jì)支路199號",
        "city": "上海",
        "zipcode": "10001"
    },
    "phoneNumbers": [
        {
            "type": "home",
            "number": "555-1234"
        },
        {
            "type": "work",
            "number": "555-5678"
        }
    ]
}

上面的JSON對象中包含了字符串、數(shù)字、布爾值、數(shù)組和對象等多種類型的值。

5. 鍵

JSON對象中的鍵必須是字符串類型，要用雙引號""包裹。鍵應(yīng)該是唯一的，重復(fù)的鍵會被覆蓋。例如：

{
    "name": "一一哥",
    "age": 30,
    "city": "上海"
}

6. 字符串

JSON字符串是由雙引號""包含的任意Unicode字符序列，字符串中可以包含轉(zhuǎn)義字符，如下表所示：

例如：

{
    "name": "一一哥",
    "city": "上海",
    "address": "123 Main Street\\nApt 4B"
}

7. 數(shù)字

JSON中的數(shù)字可以是整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)，可以帶正負(fù)號和小數(shù)點(diǎn)。例如：

{
    "age": 30,
    "price": 12.99,
    "temperature": -5.6
}

8. 布爾值

JSON中的布爾值只有兩個取值，即true和false。例如：

{
    "isMarried": true,
    "hasChildren": false
}

9. 空值

JSON中的空值表示為null。例如：

{
    "name": "一一哥",
    "address": null
}

在JSON解析時，我們可以將null轉(zhuǎn)換為Java中的null值，表示缺少數(shù)據(jù)。

熟悉了JSON的基本語法之后，再來帶大家學(xué)習(xí)如何實(shí)現(xiàn)JSON解析，該部分的內(nèi)容主要包括將一個Java對象轉(zhuǎn)為JSON字符串，和把JSON字符串轉(zhuǎn)為對應(yīng)的Java對象。

三. JSON解析

1. 概述

我們先來看看什么是JSON解析。

JSON解析就是把使用JSON格式編寫的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為計算機(jī)程序可以使用的數(shù)據(jù)類型。在Java中，有許多JSON解析庫可供我們進(jìn)行使用，比如Jackson、FastJSON、Gso n等。接下來主要是結(jié)合Java推薦的Jackson來給大家介紹JSON解析的概念、原理和具體實(shí)現(xiàn)方法。

2. JSON解析原理

在我們開始進(jìn)行JSON解析之前，我們先來看看解析的實(shí)現(xiàn)原理。

JSON解析的實(shí)現(xiàn)原理其實(shí)就是將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象，或反過來將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串。其中，將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串的過程稱為序列化；反之，將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象的過程稱為反序列化。在Java中，我們通常是使用反射技術(shù)來實(shí)現(xiàn)JSON解析，即根據(jù)JSON字符串中的數(shù)據(jù)類型，利用Java的反射機(jī)制動態(tài)地創(chuàng)建出對應(yīng)的Java對象，并將JSON字符串中的數(shù)據(jù)賦值給Java對象的各個屬性。

3. Jackson簡介

3.1 概述

Jackson是一個流行的Java JSON解析庫，可以將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象，也可以將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串。它支持流式API、數(shù)據(jù)綁定和樹模型等多種解析方式，同時還給我們提供了許多注解，用于控制JSON序列化和反序列化。具有性能高、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 常用API

我們在利用Jackson開發(fā)時，肯定會用到ObjectMapper類，該類是Jackson框架中最核心的類之一，它可以將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串，或反過來將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象。以下是ObjectMapper類的一些常用方法：

• readValue：將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象；
• writeValueAsString：將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串；
• writeValue：將Java對象寫入輸出流中。

這幾個方法需要大家牢牢記住，除此之外，Jackson中還有以下幾個常用的注解：

• @JsonProperty：用于在JSON屬性名和Java屬性名之間建立起映射關(guān)系；
• @JsonFormat：用于指定日期類型的格式；
• @JsonIgnore：用于指定某個屬性，不參與序列化和反序列化；
• @JsonInclude：用于指定某個屬性的條件序列化和反序列化。

3.3 核心依賴

由于Jackson并不是Java本身自帶的API，所以如果我們想在Java中使用Jackson，就需要導(dǎo)入相關(guān)的依賴。如果我們是在Maven項目中，可以通過如下坐標(biāo)導(dǎo)入依賴：

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-core</artifactId>
    <version>2.12.3</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-databind</artifactId>
    <version>2.12.3</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
    <artifactId>jackson-annotations</artifactId>
    <version>2.12.3</version>
</dependency>

其中，jackson-core和jackson-databind是Jackson最常用的模塊，里面包含了JSON序列化和反序列化的核心功能。我們還可以根據(jù)需要導(dǎo)入其他的Jackson模塊，如jackson-annotations等。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還沒有學(xué)習(xí)Maven，所以只能手動導(dǎo)入相關(guān)的依賴了。在導(dǎo)入依賴之后，我們就可以開始使用Jackson進(jìn)行JSON解析了，請大家繼續(xù)往下看。

4. 序列化

我們在進(jìn)行前后端數(shù)據(jù)交互時，前端通常是使用JSON格式來傳遞數(shù)據(jù)，后端則需要將這些JSON格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為Java對象進(jìn)行處理。同時，后端也需要將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON格式，以便前端使用。所以前后端之間就需要進(jìn)行不同格式之間的轉(zhuǎn)換，這就是序列化和反序列化。在前面講過，序列化就是將Java對象轉(zhuǎn)換為JSON字符串的過程 。

4.1 對象轉(zhuǎn)字符串

我們先來看一個簡單的序列化代碼，將一個Java對象轉(zhuǎn)為json字符串，如下所示：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //創(chuàng)建一個Person對象
            Person person=new Person();
            person.setName("一一哥");
            person.setAge(20);
            person.setAddress("上海校區(qū)");
			
            //創(chuàng)建一個ObjectMapper對象映射對象
            ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
            //序列化：將Java對象轉(zhuǎn)為json字符串
            String json = mapper.writeValueAsString(person);
            System.out.println("json="+json);
        } catch (JsonProcessingException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

4.2 集合轉(zhuǎn)字符串

除了可以將單個Java對象轉(zhuǎn)為JSON字符串之外，我們還可以將Java數(shù)組、集合等復(fù)雜對象類型轉(zhuǎn)為JSON字符串，實(shí)現(xiàn)Java對象與JSON數(shù)組之間的轉(zhuǎn)換。代碼如下所示：

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
             //創(chuàng)建一個集合
             Map<String,List<Person>> map=new HashMap<>();
             List<Person> list=new ArrayList<>();
			
             Person p1=new Person();
             p1.setName("一一哥");
             p1.setAge(20);
             p1.setAddress("山東");
			
             Person p2=new Person();
             p2.setName("壹哥");
             p2.setAge(18);
             p2.setAddress("北京校區(qū)");
			
             Person p3=new Person();
             p3.setName("孫老師");
             p3.setAge(30);
             p3.setAddress("青島校區(qū)");
			
             list.add(p1);
             list.add(p2);
             list.add(p3);
			
             map.put("persons", list);
			
             //創(chuàng)建一個ObjectMapper對象映射對象
             ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
             //序列化：將Java對象轉(zhuǎn)為json字符串
             String json = mapper.writeValueAsString(map);
             System.out.println("json="+json);
         } catch (JsonProcessingException e) {
             e.printStackTrace();
         }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

5. 反序列化

5.1 字符串轉(zhuǎn)對象

而反序列化，就是將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Java對象的過程。我們來看看如下代碼：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonParser;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo02 {
    public static void main(String[] args) {
        //先創(chuàng)建一個ObjectMapper對象映射對象
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        //允許json字符串中有單引號,解決JsonParseException: 
        //Unexpected character (''' (code 39)): was expecting double-quote to start field name
        mapper.configure(JsonParser.Feature.ALLOW_SINGLE_QUOTES, true); 
        String jsonString = "{'name':'一一哥','age':18,'address':'上海'}";
        try {
            //反序列化：將JSON字符串轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的Java對象
            Person person = mapper.readValue(jsonString, Person.class);
            System.out.println(person.getName()+"--"+person.getAge()+"--"+person.getAddress());
        } catch (JsonProcessingException e) {
            //處理json處理異常
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

在上面的案例中，我們首先創(chuàng)建了一個ObjectMapper對象，然后使用readValue方法將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Person對象。Person類需要擁有對應(yīng)的屬性和getter/setter方法，最后輸出了person對象的name和age等屬性。

5.2 字符串轉(zhuǎn)集合

除了可以將JSON字符串轉(zhuǎn)為單個對象，我們也可以將一個復(fù)雜的JSON字符串轉(zhuǎn)為一個合適的集合對象類型。

import java.util.List;
import java.util.Map;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonParser;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 先創(chuàng)建一個ObjectMapper對象映射對象
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        // 允許json字符串中有單引號,解決JsonParseException:
        // Unexpected character (''' (code 39)): was expecting double-quote to start
        // field name
        mapper.configure(JsonParser.Feature.ALLOW_SINGLE_QUOTES, true);
        String jsonString = "{'persons':[{'name':'一一哥','age':20,'address':'上海校區(qū)'},{'name':'壹哥','age':18,'address':'北京校區(qū)'}]}";
        try {
            // 反序列化：將JSON字符串轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的Java對象
            //直接將json字符串轉(zhuǎn)為對應(yīng)的Java對象
            Persons persons = mapper.readValue(jsonString, Persons.class);
            List<Person> list = persons.getPersons();
            for (Person person : list) {
                System.out.println(person.getName() + "--" + person.getAge() + "--" + person.getAddress());
            }

            // 也可以直接將json字符串轉(zhuǎn)為Map集合
            Map<String, Person> map = mapper.readValue(jsonString, Map.class);
            for (Map.Entry<String, Person> entry : map.entrySet()) {
                System.out.println(entry.toString());
            }
        } catch (JsonProcessingException e) {
             // 處理json處理異常
             e.printStackTrace();
        }
    }
}

執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

在上面的案例中，我們創(chuàng)建了一個Persons類，內(nèi)部包含了一個包含Person對象的List列表。然后使用ObjectMapper對象將JSON字符串轉(zhuǎn)換為Person對象，最后遍歷PersonList中的每個Person對象，輸出其屬性值。這個案例中，JSON字符串中的name、age和address屬性，分別對應(yīng)了Person類中的name、age和address屬性。

我們就是通過以上這幾種方式，實(shí)現(xiàn)了Java對象與JSON字符串之間的轉(zhuǎn)換，你學(xué)會了嗎？

6. 注意事項

我們在進(jìn)行JSON解析時，需要注意以下幾個問題：

• JSON字符串必須是有效的JSON格式，否則會導(dǎo)致解析失敗；
• Java類中的屬性的名稱和類型，必須與JSON對象或JSON數(shù)組中的鍵和值相對應(yīng)；
• JSON字符串中的鍵必須是字符串類型，用雙引號包裹；
• Java類中的屬性類型必須與JSON字符串中的值類型相對應(yīng)；
• 使用Jackson進(jìn)行JSON解析時，需要將JSON字符串的Unicode轉(zhuǎn)義符進(jìn)行轉(zhuǎn)義，例如將"\"轉(zhuǎn)換為"\\"；
• JSON字符串中的鍵必須是唯一的，重復(fù)的鍵會被覆蓋；
• JSON字符串中的數(shù)組必須使用中括號包裹，并使用逗號分隔數(shù)組元素。

以上這些注意事項，大家一定要認(rèn)真對待，否則可能會導(dǎo)致你出現(xiàn)一些莫名其妙的錯誤哦。

四. 結(jié)語

在本文給大家詳細(xì)介紹了JSON解析的概念、原理和使用方法，并以Jackson為例進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)。希望大家熟練掌握J(rèn)SON解析，因?yàn)檫@個技術(shù)實(shí)在是太常用了哦。在實(shí)際開發(fā)中，我們要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的JSON解析方式，并根據(jù)具體的情況選擇相應(yīng)的注解，以便讓JSON解析更加得便捷和高效。

以上就是詳解如何使用Java進(jìn)行JSON解析的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java進(jìn)行JSON解析的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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