Java JSON概述

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？[编辑 | 编辑源代码]

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"key": value
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{}表示对象，方括号[]表示数组

示例JSON对象：

{
  "name": "Alice",
  "age": 30,
  "isStudent": false,
  "courses": ["Java", "Database"],
  "address": {
    "city": "New York",
    "zip": "10001"
  }
}

Java中的JSON处理库[编辑 | 编辑源代码]

Java标准库未内置JSON支持，但主流第三方库包括：

库名称	特点	Maven坐标
org.json	轻量级，API简单	`org.json:json:20231013`
Gson	Google开发，支持对象映射	`com.google.code.gson:gson:2.10.1`
Jackson	高性能，功能全面	`com.fasterxml.jackson.core:jackson-databind:2.15.2`
JSON-B	Java EE标准API	`javax.json:javax.json-api:1.1.4`

基础操作示例[编辑 | 编辑源代码]

以下展示使用不同库解析和生成JSON的基本操作：

使用org.json[编辑 | 编辑源代码]

// 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}

使用Gson[编辑 | 编辑源代码]

// 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);

核心概念[编辑 | 编辑源代码]

JSON与Java类型映射[编辑 | 编辑源代码]

JSON数据类型与Java类型的对应关系：

树模型 vs 数据绑定[编辑 | 编辑源代码]

Java处理JSON的两种主要方式：

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）[编辑 | 编辑源代码]

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
JsonNode root = mapper.readTree("{\"k1\":\"v1\"}");
String value = root.get("k1").asText();  // 获取v1

数据绑定示例[编辑 | 编辑源代码]

// 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);

高级特性[编辑 | 编辑源代码]

流式API处理[编辑 | 编辑源代码]

对于大体积JSON文件，可使用流式API（如Jackson的JsonParser）减少内存占用：

JsonFactory factory = new JsonFactory();
try (JsonParser parser = factory.createParser(new File("large.json"))) {
    while (parser.nextToken() != null) {
        // 逐令牌处理
    }
}

自定义序列化[编辑 | 编辑源代码]

通过实现自定义序列化器控制转换过程（Gson示例）：

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();

实际应用案例[编辑 | 编辑源代码]

REST API通信[编辑 | 编辑源代码]

典型的使用JSON进行HTTP请求的流程：

代码实现（使用Jackson）：

// 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);

配置文件处理[编辑 | 编辑源代码]

将JSON配置文件读取为Java对象：

// config.json
// {
//   "appName": "MyApp",
//   "maxConnections": 100
// }

Config config = new ObjectMapper()
    .readValue(new File("config.json"), Config.class);