背负式风力灭火机使用:用 annotation 辅助 Json-lib 转换 JavaBean

如今大量的 Web 站点应用了 AJAX 技术，通过更少的数据通讯，服务器能够更快的反馈用户请求，再通过 Javascript 的控制，让使用者有了更好的用户体验。JSON 是一种轻量级的数据交换语言，它是 Javascript 的一个子集，又有良好的可读性，经常用于客户端和服务器间的数据交换。因此，在服务器端，常常需要将实体对象（JavaBean）转换为 JSON 格式数据。本文介绍了如何使用 Json-lib 转换 JavaBean 为 JSON 格式数据，并给出解决方法，以及利用 annotation 来增强 Json-lib 的两个功能：一是灵活的筛选 JavaBean 属性；二是通过 JsonValueProcessor 来自定义如何转换 JavaBean 属性到 JSON 数据。
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JSON 的数据格式简单易读，它存在于两种基本形式：
名值对（Collection）：名称与值用‘：’分开；名值对之间用‘，’分隔；整体用‘ {} ＇括起来。例如 {name1:value1, name2:value2}
值的有序队列（Array）：即数组，每个值之间用‘，’分隔；整体用‘ [] ＇括起来。例如：[value1, value2]
这两种形式的有机组合，就形成了 JSON 数据。
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Json-lib 是一个 java 工具库，它提供 api 来转换 JavaBean，Map，Collection 等对象为 JSON 数据，或反过来通过 JSON 数据得到 JavaBean。
Json-lib 的使用很容易，只要使用 JSONSerializer 的 toJSON 方法就可以转换任意的 Java Object 为 JSON 对象了，再调用 JSON 对象的 toString 方法可以得到转换后的字符串。不过还有一些进一步的问题需要我们自己来解决。
import net.sf.json.JSONSerializer;List list = new ArrayList();  list.add( "first" );list.add( "second" );JSON json = JSONSerializer.toJSON( list );System.out.println( json.toString() );// prints ["first","second"]class MyBean{ private String name = "json"; private int pojoId = 1; // getters & setters ...}json = JSONSerializer.toJSON( new MyBean() );System.out.println( json.toString() );// prints {"name":"json","pojoId":1}
清单 1 中的例子转换后的 JSON 数据中包含了 JavaBean 中的全部属性，可是我们常常需要有选择的提取 JavaBean 中的特定属性出来。例如：
需要过滤掉循环引用的属性，这一点 json-lib 提供了 CycleDetectionStrategy 来处理，但是直接过滤掉更简单；
不同的情况下只需要 JavaBean 中的部分属性：比如列表界面只需要显示 Bean 的几个重要属性，而详情界面则需要显示更多的 Bean 的属性；
不同的用户权限限制用户只能获得某些属性数据；
对于普通的 Object 类型（如 Long，String 等），json-lib 有缺省的值转换处理方式，但是对于一些特殊的类型，我们希望用自定义的方式来转换该属性的值。例如：
对于 java.util.Date 类型，我们希望直接转换成时间串：2010-04-10，而不希望得到一个类似 {"year":"2010","month":"4","day":"10"} 这样的结果
对于常用到的代码数据（比如：性别），在定义时它也许是个 Integer（男：1；女：2），我们希望在转换后直接得到：{"性别":"男",...}，而不是 {"性别":"1",...}
Json-lib 已经预留出一些接口，让用户修改它的缺省行为。下面我们来看看如何利用 annotation 来配合 Json-lib 解决这两个问题。
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JSONSerializer 提供了一个 toJSON 的重载方法，增加一个参数 JsonConfig，可以通过这个参数对 Json-lib 的缺省方式做自定义的配置。
import net.sf.json.JSONSerializer;import net.sf.json.JsonConfig;import net.sf.json.util.PropertyFilter;// 定义属性过滤器PropertyFilter filter = new PropertyFilter( public boolean apply(Object source, String name, Object value) { if ( name.equals( “pojoId” ) ) { return true; // 返回 true, 表示这个属性将被过滤掉 } return false; });// 注册属性过滤器JsonConfig config = new JsonConfig();config.setJsonPropertyFilter( filter );System.out.println( JSONSerializer.toJSON( new MyBean(), config ) );// prints {"name":"json"}
从清单 2 中可以看出来，Json-lib 通过 PropertyFilter 的 apply 方法进行属性过滤，可以象例子中一样，把所有需要过滤的属性名称写进去，但是这样做太烦琐，也不好维护，对不同的 Bean 要做不同的处理。下面让我们看看怎么利用 annotation 来更方便的处理。
首先，需要定义一个 annotation，并给 MyBean 的 get 方法加上标注。
import java.lang.annotation.Target;import java.lang.annotation.Documented;import java.lang.annotation.Retention;import java.lang.annotation.ElementType;import java.lang.annotation.RetentionPolicy;@Documented@Target({ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface Invisible { public String[] value();}// 为myBean中需要过滤的属性get方法（或者is方法）加上Invisible标注public class MyBean{ private String name = "json"; private int pojoId = 1; // getters & setters public String getName() { return name; } @Invisible(“LIST”) // 在 “LIST” 情况下不要这个属性 public int getPojoId() { return pojoId; }}
然后，我们需要一些能处理 annotation 的 PropertyFilter 类。
import java.util.Map;import java.lang.reflect.Method;import net.sf.json.util.PropertyFilter;// 先实现一个abstract类，将读取Bean属性的Method找到并传递给子类处理public abstract class AbstractMethodFilter implements PropertyFilter { // 这个方法留给子类实现，以便适应不同的过滤需求 public abstract boolean apply(final Method method); public boolean apply(final Object source, final String name, final Object value) { if (source instanceof Map) { return false; } String propName = name.substring(0, 1).toUpperCase() + name.substring(1); Class clz = source.getClass(); String methodName = "get" + propName; Method method = null; try { method = clz.getMethod(methodName, (Class[]) null); // 寻找属性的get方法 } catch (NoSuchMethodException nsme) { String methodName2 = "is" + propName; // 也许是个is方法 try { method = clz.getMethod(methodName2, (Class[]) null); } catch (NoSuchMethodException ne) { // 没有找到属性的get或者is方法，打印错误，返回true System.err.println(“No such methods: ” + methodName + “ or “ + methodName2); return true; } } return apply(method); }} // END: AbstractMethodFilterpublic class InvisibleFilter extends AbstractMethodFilter { // 过滤条件，标注中有符合这个条件的property将被过滤掉 private String _sGUIID; public InvisibleFilter(final String guiid) { _sGUIID = guiid; } public boolean apply(final Method method) { if (_sGUIID == null || _sGUIID.equals(“”)) { return false; // 表示不做限制 } if (method.isAnnotationPresent(Invisible.class)) { Invisible anno = method.getAnnotation(Invisible.class); String[] value = anno.value(); for (int i = 0; i < value.length; i++) { if (_sGUIID.equals(value[i])) { return true; } } } return false; }}
现在只要把这个 filter 注册到 JsonConfig 中，就实现了属性的过滤，请看清单 5。
JsonConfig config = new JsonConfig();config.setJsonPropertyFilter( new InvisibleFilter(“LIST”)); //标注了LIST的属性将被过滤掉System.out.println( JSONSerializer.toJSON( new MyBean(), config ) );// prints {"name":"json"}
增加其他的 annotation 及 Filter 就可以实现不同的属性过滤方式了。
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Json-lib 通过 JsonConfig 提供了自定义属性转换方式的接口。
JsonConfig config = new JsonConfig();config.registerJsonValueProcessor(java.util.Date.class, new JsDateJsonValueProcessor());
注册后 Json-lib 在遇到 java.uitl.Date 类型的属性时，会应用 JsDateJsonValueProcessor 的处理方法。
所以，只要实现自己的 JsonValueProcessor 就可以自定义各种 Object 的转换方式了。
根据上一节的讨论，Json-lib 在转换 Bean 属性之前，会将属性数据传递给 PropertyFilter 来判断是否需要过滤掉。因此，我们可以通过一个 Filter 对象获得 Bean 的属性的标注数据，并将它传递给特定的 Processor，Processor 根据得到的标注值知道应该怎么处理这个属性。下面以整型代码为例，说明处理的方法。
一般情况下，一个项目中会涉及许多种不同的代码，我们会为每一种代码定义一个主代码号（代码往往都是整型的），为它的子项定义几个子代码号。例如，我们定义性别的主代码号为 100，并定义男：1，女：2。
首先，需要一个代码标注（IntegerCode）及一个处理这种标注的 PropertyFilter。
@Documented@Target({ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface IntegerCode { public int value();}public class IntegerCodeFilter extends AbstractMethodFilter { // 代码处理器 private IntegerCodeProcessor _processor; public IntegerCodeFilter(final IntegerCodeProcessor processor) { _processor = processor; } // 不过滤属性，但当发现IntegerCode标注时，将数据传递给Processor public boolean apply(final Method method) { if (_processor == null) { return false; // 表示没有特别的处理 } if (method.isAnnotationPresent(IntegerCode.class)) { IntegerCode anno = method.getAnnotation(IntegerCode.class); int code = anno.value(); _processor.setMainCode(code); // 将code设置为主代码 } return false; }}
现在，我们需要一个 JsonValueProcessor 来处理 IntegerCode 数据。
public class IntegerCodeProcessor implements JsonValueProcessor { private int _iMainCode; public void setMainCode(final int mainCode) { _iMainCode = mainCode; } public IntegerCodeProcessor() { super(); } // END: IntegerCodeProcessor private void reset() { _iMainCode = -1; } public Object processArrayValue(Object value, JsonConfig jsonConfig) { return process(value, jsonConfig); } // END: processArrayValue public Object processObjectValue( String key, Object value, JsonConfig jsonConfig ) { return process( value, jsonConfig ); } // END: processObjectValue private Object process(Object value, JsonConfig jsonConfig) { if (value == null) { return null; } String ret = null; if (value instanceof Integer && _iMainCode >= 0) { int code = value.intValue(); switch (_iMainCode) { case 100: // 这里使用简单的case 处理不同的代码 if (code == 1) { // 好一点的方式是从资源文件中读取对应值 ret = "man"; } else if (code == 2) { ret = "woman"; } else { ret = value.toString(); } break; default: ret = value.toString(); break; } } else { ret = value.toString(); } reset(); // 处理后重置，以免影响其他 Integer 属性 return ret; } // END: process}
现在，我们创建一个 JavaBean：Student 来测试这个 Processor。
public class Student { private String name = "camry"; private int gender = 1; // getters & setters public String getName() { return name; } @IntegerCode(100) // 性别主代码为 100 public int getGender() { return gender; }}}...IntegerCodeProcessor processor = new IntegerCodeProcessor();IntegerCodeFilter filter = new IntegerCodeFilter(processor);JsonConfig config = new JsonConfig();config.setJsonPropertyFilter( filter );config.registerJsonValueProcessor(Integer.class, processor);System.out.println( JSONSerializer.toJSON( new Student(), config ) );// prints {“gender”:”man”, "name":"camry"}
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Json-lib 可以很方便的进行 JavaBean 到 JSON 数据的转换，再结合 annotation 为 JavaBean 的属性定义元数据，可以减少代码，提高效率。
学习
“JSON 入门指南”（developerWorks，2008 年 8 月）：本文将快速讲解 JSON 格式，并通过代码示例演示如何分别在客户端和服务器端进行 JSON 格式数据的处理。
“掌握 Ajax，第 10 部分: 使用 JSON 进行数据传输”（developerWorks，2007 年 4 月）：讨论另一种有用的数据格式 JSON，以及如何使用它更轻松地在应用程序中移动数据和对象。
参考 JSON 主页，了解 JSON 数据格式的详细说明。
参考“Json-lib 主页”，了解 Json-lib 的实现与使用。
参考“Java 站点”，了解更多关于 annotation 的知识。
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吴浩，Fortinet 的高级软件工程师，有 10 年的 Java 编程经验。