编辑“︁Java JSON概述”︁

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'''Java JSON处理'''是Java编程中用于解析、生成和操作[[JSON]]（JavaScript Object Notation）数据的核心技术。JSON作为一种轻量级数据交换格式，在现代Web开发、API通信和配置管理中广泛应用。本文将全面介绍Java中处理JSON的基本概念、常用库及实际应用。

== 什么是JSON？ ==
JSON（JavaScript Object Notation）是一种基于文本的开放标准数据格式，采用人类可读的键值对结构。其语法规则如下：
* 数据以键值对形式存储，格式为<code>"key": value</code>
* 键必须是字符串（双引号包裹）
* 值可以是字符串、数字、布尔值、数组、对象或null
* 使用大括号<code>{}</code>表示对象，方括号<code>[]</code>表示数组

示例JSON对象：
<syntaxhighlight lang="json">
{
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "isStudent": false,
  "courses": ["Java", "Database"],
  "address": {
    "city": "New York",
    "zip": "10001"
  }
}
</syntaxhighlight>

== Java中的JSON处理库 ==
Java标准库未内置JSON支持，但主流第三方库包括：

{| class="wikitable"
|-
! 库名称 !! 特点 !! Maven坐标
|-
| [[org.json]] || 轻量级，API简单 || <code>org.json:json:20231013</code>
|-
| [[Gson]] || Google开发，支持对象映射 || <code>com.google.code.gson:gson:2.10.1</code>
|-
| [[Jackson]] || 高性能，功能全面 || <code>com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:2.15.2</code>
|-
| [[JSON-B]] || Java EE标准API || <code>javax.json:javax.json-api:1.1.4</code>
|}

=== 基础操作示例 ===
以下展示使用不同库解析和生成JSON的基本操作：

==== 使用org.json ====
<syntaxhighlight lang="java">
// 解析JSON
String jsonStr = "{\"name\":\"Bob\"}";
JSONObject obj = new JSONObject(jsonStr);
String name = obj.getString("name");  // 输出: Bob

// 生成JSON
JSONObject newObj = new JSONObject();
newObj.put("id", 123);
System.out.println(newObj.toString());  // 输出: {"id":123}
</syntaxhighlight>

==== 使用Gson ====
<syntaxhighlight lang="java">
// 对象转JSON
Gson gson = new Gson();
Person person = new Person("Charlie", 25);
String json = gson.toJson(person);  // 输出: {"name":"Charlie","age":25}

// JSON转对象
Person newPerson = gson.fromJson(json, Person.class);
</syntaxhighlight>

== 核心概念 ==
=== JSON与Java类型映射 ===
JSON数据类型与Java类型的对应关系：

<mermaid>
flowchart LR
    JSON[JSON类型] --> Java[Java类型]
    JSON -->|字符串| Java["String"]
    JSON -->|数字| Java["int/long/double"]
    JSON -->|布尔值| Java["boolean"]
    JSON -->|数组| Java["List/Array"]
    JSON -->|对象| Java["Map/POJO"]
    JSON -->|null| Java["null"]
</mermaid>

=== 树模型 vs 数据绑定 ===
Java处理JSON的两种主要方式：

{| class="wikitable"
|-
! 方式 !! 描述 !! 适用场景
|-
| '''树模型''' || 将JSON解析为内存中的树状结构（如JsonNode/Document） || 动态处理未知结构JSON
|-
| '''数据绑定''' || 直接将JSON与Java对象相互转换 || 已知固定结构的JSON处理
|}

==== 树模型示例（Jackson） ====
<syntaxhighlight lang="java">
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
JsonNode root = mapper.readTree("{\"k1\":\"v1\"}");
String value = root.get("k1").asText();  // 获取v1
</syntaxhighlight>

==== 数据绑定示例 ====
<syntaxhighlight lang="java">
// 定义Java类
class User {
    public String name;
    public int age;
}

// JSON转对象
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
User user = mapper.readValue("{\"name\":\"Dave\",\"age\":40}", User.class);
</syntaxhighlight>

== 高级特性 ==
=== 流式API处理 ===
对于大体积JSON文件，可使用流式API（如Jackson的JsonParser）减少内存占用：
<syntaxhighlight lang="java">
JsonFactory factory = new JsonFactory();
try (JsonParser parser = factory.createParser(new File("large.json"))) {
    while (parser.nextToken() != null) {
        // 逐令牌处理
    }
}
</syntaxhighlight>

=== 自定义序列化 ===
通过实现自定义序列化器控制转换过程（Gson示例）：
<syntaxhighlight lang="java">
class DateAdapter implements JsonSerializer<Date> {
    public JsonElement serialize(Date src, Type typeOfSrc, JsonSerializationContext context) {
        return new JsonPrimitive(src.getTime()); // 转换为时间戳
    }
}

Gson gson = new GsonBuilder()
    .registerTypeAdapter(Date.class, new DateAdapter())
    .create();
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==
=== REST API通信 ===
典型的使用JSON进行HTTP请求的流程：

<mermaid>
sequenceDiagram
    Client->>+Server: POST /users (JSON Body)
    Server->>+Database: 保存JSON数据
    Database-->>-Server: 操作结果
    Server-->>-Client: JSON响应
</mermaid>

代码实现（使用Jackson）：
<syntaxhighlight lang="java">
// 发送请求
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
User user = new User("Eve", 28);
String json = mapper.writeValueAsString(user);

HttpClient client = HttpClient.newHttpClient();
HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
    .uri(URI.create("https://api.example.com/users"))
    .header("Content-Type", "application/json")
    .POST(HttpRequest.BodyPublishers.ofString(json))
    .build();

// 处理响应
HttpResponse<String> response = client.send(request, 
    HttpResponse.BodyHandlers.ofString());
User createdUser = mapper.readValue(response.body(), User.class);
</syntaxhighlight>

=== 配置文件处理 ===
将JSON配置文件读取为Java对象：
<syntaxhighlight lang="java">
// config.json
// {
//   "appName": "MyApp",
//   "maxConnections": 100
// }

Config config = new ObjectMapper()
    .readValue(new File("config.json"), Config.class);
</syntaxhighlight>

== 性能考虑 ==
处理JSON时需注意：
* 大文件处理：使用流式API避免内存溢出
* 线程安全：ObjectMapper等实例通常线程安全
* 缓存：重复使用的解析器/构建器应复用

性能对比公式（操作耗时模型）：
<math>
T_{total} = N \times (T_{parse} + T_{process})
</math>
其中：
* <math>N</math> = 操作次数
* <math>T_{parse}</math> = 单次解析耗时
* <math>T_{process}</math> = 单次处理耗时

== 最佳实践 ==
1. 始终验证输入JSON的合法性
2. 处理数值时注意类型边界
3. 使用<code>try-with-resources</code>管理资源
4. 考虑使用JSON Schema验证复杂结构
5. 在微服务中统一序列化配置

== 常见问题 ==
{{Q&A
|问题 = 如何处理日期格式？
|答案 = 推荐使用ISO-8601字符串格式（如"2023-01-15T10:00:00Z"），并通过库的日期适配器配置转换规则。
}}
{{Q&A
|问题 = 超大JSON文件如何处理？
|答案 = 使用流式解析（如Jackson的JsonParser）或分块处理，避免一次性加载到内存。
}}

== 总结 ==
Java JSON处理是现代Java开发的核心技能之一。通过选择合适的库（如Jackson/Gson）并理解树模型与数据绑定的区别，开发者可以高效地在Java应用中实现JSON数据的序列化与反序列化。实际开发中应根据具体场景考虑性能、内存使用和代码可维护性的平衡。

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[[Category:Java]]
[[Category:Java JSON处理]]