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JSON反序列化Long变Integer或Double的问题及解决

2024-04-02 19:55

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一、背景

工作中可能会遇到对 Map<String,Object> 进行 JSON 序列化，其中值中包含 Long 类型的数据，反序列化后强转 Long 时报类型转换异常的问题。

本文简单探讨下该问题，并给出解决方案，如果你想直接看建议，直接翻到第三部分即可。

二、研究

本文主要以 jackson、 gson、fastjson 三个库为例，版本分别如下：

   <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.fasterxml.jackson.core/jackson-core -->
        <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-core</artifactId>
            <version>2.13.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.fasterxml.jackson.core/jackson-databind -->
        <dependency>
            <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId>
            <artifactId>jackson-databind</artifactId>
            <version>2.13.0</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.78</version>
        </dependency>
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.google.code.gson/gson -->
        <dependency>
            <groupId>com.google.code.gson</groupId>
            <artifactId>gson</artifactId>
            <version>2.8.8</version>
        </dependency>

代码示例

package json;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonProcessingException;
import com.fasterxml.jackson.core.type.TypeReference;
import com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper;
import com.google.gson.GsonBuilder;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class ObjectDemo {
    public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {
        Map<String, Object> dataMap = new HashMap<>(2);
        dataMap.put("aInteger", 1);
        dataMap.put("aLong", 2L);
        String jsonStr = JSON.toJSONString(dataMap);
        System.out.println(jsonStr);
        // fastjson
        System.out.println("--- fastjson -----");
        Map<String, Object> fastMap = JSON.parseObject(jsonStr, new com.alibaba.fastjson.TypeReference<Map<String, Object>>() {
        });
        printMap(fastMap);
        System.out.println("--- gson -----");
        Map<String, Object> gsonMap = new GsonBuilder().create()
                .fromJson(jsonStr, (new TypeReference<Map<String, Object>>(){}).getType() );
        printMap(gsonMap);
        System.out.println("--- jackson -----");
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        Map<String, Object> jacksonMap = objectMapper.readValue(jsonStr, new TypeReference<Map<String, Object>>() {
        });
        printMap(jacksonMap);
    }
    private static void printMap(Map<String, Object> map) {
        map.forEach((key, value) -> {
            System.out.println("key:" + key + ",value=" + value + ",valueClass=" + value.getClass());
        });
    }
}

运行结果：

{"aInteger":1,"aLong":2}
--- fastjson -----
key:aLong,value=2,valueClass=class java.lang.Integer
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
--- gson -----
key:aInteger,value=1.0,valueClass=class java.lang.Double
key:aLong,value=2.0,valueClass=class java.lang.Double
--- jackson -----
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
key:aLong,value=2,valueClass=class java.lang.Integer

aLong 虽然原始类型为 Long 但是 fastjson 和 jackson 中被反序列化为 Integer 类型，gson 中被映射为 Double 类型。

我们观察序列化后的 json 字符串：

{"aInteger":1,"aLong":2}

会发现其实 JSON 中并没有包含类型信息，而反序列化的类型为 Map.class 或者 Map<String,Object> 类型，当你只知道这些信息时，你无法得知 aLong 原始类型为 Long 。

因此不同的JSON 序列化工具给出了自己的默认处理行为。

当我们把 aLong 的值调整到超过 (Integer.MAX_VALUE,Long.MAX_VALUE] 的范围之间时，fastjson 和 jackson 可以解析为 Long 类型。

 Map<String, Object> dataMap = new HashMap<>(2);
        dataMap.put("aInteger", 1);
        dataMap.put("aLong", Long.MAX_VALUE);

输出的结果：

{"aInteger":1,"aLong":9223372036854775807}
--- fastjson -----
key:aLong,value=9223372036854775807,valueClass=class java.lang.Long
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
--- gson -----
key:aInteger,value=1.0,valueClass=class java.lang.Double
key:aLong,value=9.223372036854776E18,valueClass=class java.lang.Double
--- jackson -----
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
key:aLong,value=9223372036854775807,valueClass=class java.lang.Long

我们大致了解到， fastjson 和 jackson 默认情况下整数类型优先选取 Integer ，超过 Integer 范围再选择 Long ，以此类推。

而当我们放入 Float 类型时，结果又有差异:

   Map<String, Object> dataMap = new HashMap<>(2);
        dataMap.put("aInteger", 1);
        dataMap.put("aFLoat", 0.1F);

运行结果：

{"aInteger":1,"aFLoat":0.1}
--- fastjson -----
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
key:aFLoat,value=0.1,valueClass=class java.math.BigDecimal
--- gson -----
key:aInteger,value=1.0,valueClass=class java.lang.Double
key:aFLoat,value=0.1,valueClass=class java.lang.Double
--- jackson -----
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer
key:aFLoat,value=0.1,valueClass=class java.lang.Double

fastjson 中 Float 被解析为 BigDecimal, gson 和 jackson 中被解析为 Double 类型。

具体底层如何处理，大家可以对每个框架的反序列方法单步跟进去即可得到答案。

这里以 fastjson 为例，简单调试下：

fastjson 底通过 com.alibaba.fastjson.parser.ParserConfig#getDeserializer 方法获取当前类型的反序列化器为 MapDeserializer

执行其反序列化方法：

com.alibaba.fastjson.parser.deserializer.MapDeserializer#deserialze

在这里插入图片描述

通过 com.alibaba.fastjson.parser.deserializer.MapDeserializer#parseMap 对 Map 类型进行解析。

在这里插入图片描述

由于 Map<String, Object>的 valueType 类型为 Object，因此对 aFloat 使用 JavaObjectDeserializer 反序列化器进行解析。

在这里插入图片描述

跟进 lexer.decimalValue 看下：

在这里插入图片描述

最终通过 com.alibaba.fastjson.parser.JSONScanner#decimalValue 将 aFloat 解析为 BigDecimal 类型。

三、如何解决

3.0 将类型写入 JSON 字符串中

如果我们能将原始类型写入到 JSON 字符串中，那么反序列化时自然就可以复原原始的类型。

在 fastjson 中可以使用 SerializerFeature.WriteClassName

package json;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.serializer.SerializerFeature;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class JsonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Object> dataMap = new HashMap<>(2);
        dataMap.put("aInteger", 1);
        dataMap.put("aLong", 2L);
        dataMap.put("aFloat", 3F);
        String jsonStr = JSON.toJSONString(dataMap, SerializerFeature.WriteClassName);
        System.out.println(jsonStr);
        // fastjson
        System.out.println("--- fastjson -----");
        Map<String, Object> fastMap = JSON.parseObject(jsonStr, new com.alibaba.fastjson.TypeReference<Map<String, Object>>() {
        });
        printMap(fastMap);
    }
    private static void printMap(Map<String, Object> map) {
        map.forEach((key, value) -> {
            System.out.println("key:" + key + ",value=" + value + ",valueClass=" + value.getClass());
        });
    }
}

打印的结果

{"@type":"java.util.HashMap","aFloat":3.0F,"aInteger":1,"aLong":2L}
--- fastjson -----
key:aLong,value=2,valueClass=class java.lang.Long
key:aFloat,value=3.0,valueClass=class java.lang.Float
key:aInteger,value=1,valueClass=class java.lang.Integer

虽然，这种方法可以解决问题，但是这也通常要求序列化和反序列化使用同一个 JSON 工具。

比如上面的 {"@type":"java.util.HashMap","aFloat":3.0F,"aInteger":1,"aLong":2L} 直接使用 jackson 进行反序列化会报错：

 System.out.println("--- jackson -----");
        ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
        Map<String, Object> jacksonMap = objectMapper.readValue(jsonStr, new TypeReference<Map<String, Object>>() {
        });
        printMap(jacksonMap);

报错内容：

--- jackson -----
Exception in thread "main" com.fasterxml.jackson.core.JsonParseException: Unexpected character ('F' (code 70)): was expecting comma to separate Object entries
at [Source: (String)"{"@type":"java.util.HashMap","aFloat":3.0F,"aInteger":1,"aLong":2L}"; line: 1, column: 43]
   at com.fasterxml.jackson.core.JsonParser._constructError(JsonParser.java:2391)
   at com.fasterxml.jackson.core.base.ParserMinimalBase._reportError(ParserMinimalBase.java:735)
   at com.fasterxml.jackson.core.base.ParserMinimalBase._reportUnexpectedChar(ParserMinimalBase.java:659)

3.1 提供 POJO 类，慎对 Map<String,Object> 序列化

强烈建议不要怕麻烦，直接定义 POJO 类。

不仅不受 JSON 框架的约束，而且对方解析时也非常明确，不容易出错。

如工作中在发送MQ 消息时很多人图方便，不想定义POJO 对象，因为这样通常需要打包比较麻烦，就将要传输给其他系统的数据定义为 Map 类型，下游再根据 key 去解析，这是一个非常不好的习惯。

很容易造成上下游类型不一致，造成更换 JSON 反序列化工具时出现故障。

因此发送 MQ 消息时，最好给出相应的 POJO 类。

实际工作中，还遇到有同学将 Map<String,Object> 使用 JSON 序列化的方式存储到 Redis 中，然后反序列化后，将原本 Long 类型的值，强转为 Long 导致线上出现BUG（前面讲到，这种情况下使用 fastjson 时，如果值小于整数最大值，反序列化为 Integer 类型，强转必然会报错）。

3.2 反序列化自定义类

如果上游序列化是 Map<String,Object>，如果类型核实清楚，我们依然可以自定义 POJO 类来反序列化。

@lombok.Data
public class Data {
    private Float aFloat;
    private Integer aInteger;
}

  Map<String, Object> dataMap = new HashMap<>(2);
        dataMap.put("aInteger", 1);
        dataMap.put("aFLoat", 0.1F);
        String jsonStr = JSON.toJSONString(dataMap);
        Data data = JSON.parseObject(jsonStr, Data.class);
        System.out.println(data);

输出结果：