理解 Go 中的 JSON

本文是基于 Go 官方和 https://eager.io/blog/go-and-json/ 进行翻译整理的

JSON 是一种轻量级的数据交换格式,常用作前后端数据交换,Go 在 encoding/json 包中提供了对 JSON 的支持。

序列化

把 Go struct 序列化成 JSON 对象,Go 提供了 Marshal 方法,正如其含义所示表示编排序列化,函数签名如下:

func Marshal(v interface{}) ([]byte, error)  

举例来说,比如下面的 Go struct:

type Message struct {  
    Name string  
    Body string  
    Time int64  
}  

使用 Marshal 序列化:

m := Message{"Alice", "Hello", 1294706395881547000}  
b, err := json.Marshal(m)   
fmt.Println(b) //{"Name":"Alice","Body":"Hello","Time":1294706395881547000}  

在 Go 中并不是所有的类型都能进行序列化:

  • JSON object key 只支持 string
  • Channel、complex、function 等 type 无法进行序列化
  • 数据中如果存在循环引用,则不能进行序列化,因为序列化时会进行递归
  • Pointer 序列化之后是其指向的值或者是 nil

还需要注意的是:只有 struct 中支持导出的 field 才能被 JSON package 序列化,即首字母大写的 field

反序列化

反序列化函数是 Unmarshal ,其函数签名如下:

func Unmarshal(data []byte, v interface{}) error  

如果要进行反序列化,我们首先需要创建一个可以接受序列化数据的 Go struct:

var m Message  
err := json.Unmarshal(b, &m)  

JSON 对象一般都是小写表示,Marshal 之后 JSON 对象的首字母依然是大写,如果序列化之后名称想要改变如何实现,答案就是 struct tags

Struct Tag

Struct tag 可以决定 Marshal 和 Unmarshal 函数如何序列化和反序列化数据。

指定 JSON filed name

JSON object 中的 name 一般都是小写,我们可以通过 struct tag 来实现:

type MyStruct struct {  
    SomeField string `json:"some_field"`  
}  

SomeField 序列化之后会变成 some_field。

指定 field 是 empty 时的行为

使用 omitempty 可以告诉 Marshal 函数如果 field 的值是对应类型的 zero-value,那么序列化之后的 JSON object 中不包含此 field:

type MyStruct struct {  
    SomeField string `json:"some_field,omitempty"`  
}  

m := MyStruct{}  
b, err := json.Marshal(m) //{}  

如果 SomeField == “” ,序列化之后的对象就是 {}

跳过 field

Struct tag “-” 表示跳过指定的 filed:

type MyStruct struct {  
    SomeField string `json:"some_field"`  
    Passwd string `json:"-"`  
}  
m := MyStruct{}  
b, err := json.Marshal(m) //{"some_feild":""}  

即序列化的时候不输出,这样可以有效保护需要保护的字段不被序列化。

反序列化任意 JSON 数据

默认的 JSON 只支持以下几种 Go 类型:

  • bool for JSON booleans
  • float64 for JSON numbers
  • string for JSON strings
  • nil for JSON null

在序列化之前如果不知道 JSON 数据格式,我们使用 interface{} 来存储。interface {} 的作用详见本博的其他文章。

有如下的数据格式:

b := []byte(`{"Name":"Wednesday","Age":6,"Parents":["Gomez","Morticia"]}`)  

如果我们序列化之前不知道其数据格式,我们可以使用 interface{} 来存储我们的 decode 之后的数据:

var f interface{}  
err := json.Unmarshal(b, &f)  

反序列化之后 f 应该是像下面这样:

f = map[string]interface{}{  
    "Name": "Wednesday",  
    "Age":  6,  
    "Parents": []interface{}{  
        "Gomez",  
        "Morticia",  
    },  
}  

key 是 string,value 是存储在 interface{} 内的。想要获得 f 中的数据,我们首先需要进行 type assertion,然后通过 range 迭代获得 f 中所有的 key :

m := f.(map[string]interface{})  
for k, v := range m {  
    switch vv := v.(type) {  
    case string:  
        fmt.Println(k, "is string", vv)  
    case float64:  
        fmt.Println(k, "is float64", vv)  
    case []interface{}:  
        fmt.Println(k, "is an array:")  
        for i, u := range vv {  
            fmt.Println(i, u)  
        }  
    default:  
        fmt.Println(k, "is of a type I don't know how to handle")  
    }  
}  

反序列化对 slice、map、pointer 的处理

我们定义一个 struct 继续对上面例子中的 b 进行反序列化:

type FamilyMember struct {  
    Name    string  
    Age     int  
    Parents []string  
}  

var m FamilyMember  
err := json.Unmarshal(b, &m)  

这个例子是能够正常工作的,你一定也注意到了,struct 中包含一个 slice Parents ,slice 默认是 nil,之所以反序列化可以正常进行就是因为 Unmarshal 在序列化时进行了对 slice Parents 做了初始化,同理,对 map 和 pointer 都会做类似的工作,比如序列化如果 Pointer 不是 nil 首先进行 dereference 获得其指向的值,然后再进行序列化,反序列化时首先对 nil pointer 进行初始化

Stream JSON

除了 marshal 和 unmarshal 函数,Go 还提供了 Decoder 和 Encoder 对 stream JSON 进行处理,常见 request 中的 Body、文件等:

jsonFile, err := os.Open("post.json")  
if err != nil {  
    fmt.Println("Error opening json file:", err)  
    return  
}  

defer jsonFile.Close()  
decoder := json.NewDecoder(jsonFile)  
for {  
    var post Post  
    err := decoder.Decode(&post)  
    if err == io.EOF {  
        break  
    }  

    if err != nil {  
        fmt.Println("error decoding json:", err)  
        return  
    }  

    fmt.Println(post)  
}  

嵌入式 struct 的序列化

Go 支持对 nested struct 进行序列化和反序列化:

type App struct {  
    Id string `json:"id"`  
}  

type Org struct {  
    Name string `json:"name"`  
}  

type AppWithOrg struct {  
    App  
    Org  
}  

func main() {  
    data := []byte(`  
        {  
            "id": "k34rAT4",  
            "name": "My Awesome Org"  
        }  
    `)  

    var b AppWithOrg  

    json.Unmarshal(data, &b)  
    fmt.Printf("%#v", b)  

    a := AppWithOrg{  
        App: App{  
            Id: "k34rAT4",  
        },  
        Org: Org{  
            Name: "My Awesome Org",  
        },  
    }  
    data, _ = json.Marshal(a)  
    fmt.Println(string(data))  
}  

Nested struct 虽然看起来有点怪异,有些时候它将非常有用。

自定义序列化函数

Go JSON package 中定了两个 Interface MarshalerUnmarshaler ,实现这两个 Interface 可以让你定义的 type 支持序列化操作。

错误处理

总是记得检查序列或反序列化的错误,可以让你的程序更健壮,而不是在出错之后带着错误继续执行下去。

参考资料

原文地址 sanyuesha.com

文章作者:  BigYoung
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