Google Gson 全面解析：Java对象与JSON互转的终极指南
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gs/gson 一、Gson概述
Google Gson是Java生态中一个强大的JSON处理库，它能够轻松实现Java对象与JSON数据之间的相互转换。作为Google官方推出的开源项目，Gson以其简洁的API设计和出色的性能表现，成为Java开发者处理JSON数据的首选工具之一。
核心特性
- 双向转换：支持Java对象到JSON的序列化（serialization）和JSON到Java对象的反序列化（deserialization）
- 零注解配置：默认情况下无需任何注解即可处理大多数对象
- 类型安全：通过TypeToken处理泛型类型，避免类型擦除问题
- 高性能：经过优化处理，能够高效处理大型对象和集合
二、基础用法
1. 创建Gson实例
最简单的使用方式是直接创建Gson对象：
Gson gson = new Gson();
对于需要定制化配置的场景，可以使用GsonBuilder：
Gson gson = new GsonBuilder()
.setPrettyPrinting() // 美化输出
.serializeNulls() // 序列化null值
.create();
2. 基本数据类型处理
Gson可以无缝处理Java的基本数据类型及其包装类：
// 序列化
gson.toJson(1); // → 1
gson.toJson("abcd"); // → "abcd"
// 反序列化
int i = gson.fromJson("1", int.class);
String str = gson.fromJson("\"abc\"", String.class);
3. 对象序列化示例
考虑以下简单Java类：
class SimpleObject {
private int value1 = 1;
private String value2 = "abc";
private transient int value3 = 3; // transient字段默认被忽略
}
序列化和反序列化操作：
// 序列化
SimpleObject obj = new SimpleObject();
String json = gson.toJson(obj); // → {"value1":1,"value2":"abc"}
// 反序列化
SimpleObject obj2 = gson.fromJson(json, SimpleObject.class);
三、高级特性
1. 集合与数组处理
Gson可以完美处理各种集合类型：
// 数组处理
int[] intArray = {1, 2, 3};
String json = gson.toJson(intArray); // → [1,2,3]
int[] newArray = gson.fromJson(json, int[].class);
// 集合处理
List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
String json = gson.toJson(list); // → ["a","b","c"]
// 注意：反序列化集合时需要指定TypeToken
Type listType = new TypeToken<List<String>>(){}.getType();
List<String> newList = gson.fromJson(json, listType);
2. 泛型类型处理
由于Java的类型擦除机制，处理泛型时需要特殊处理：
class Container<T> {
T value;
}
// 错误方式：类型信息丢失
Container<String> container = new Container<>();
String json = gson.toJson(container); // 可能无法正确序列化value
Container<String> newContainer = gson.fromJson(json, Container.class); // 无法正确反序列化
// 正确方式：使用TypeToken
Type containerType = new TypeToken<Container<String>>(){}.getType();
String json = gson.toJson(container, containerType);
Container<String> newContainer = gson.fromJson(json, containerType);
3. 自定义序列化与反序列化
Gson允许通过注册自定义的TypeAdapter来完全控制特定类型的转换逻辑：
// 自定义序列化器
JsonSerializer<Date> serializer = (date, type, context) ->
new JsonPrimitive(date.getTime());
// 自定义反序列化器
JsonDeserializer<Date> deserializer = (json, type, context) ->
new Date(json.getAsLong());
Gson gson = new GsonBuilder()
.registerTypeAdapter(Date.class, serializer)
.registerTypeAdapter(Date.class, deserializer)
.create();
四、实用技巧
1. 排除字段策略
Gson提供了多种方式来控制哪些字段应该被包含在序列化/反序列化过程中：
- transient关键字：标记为transient的字段会被自动忽略
- @Expose注解：配合GsonBuilder.excludeFieldsWithoutExposeAnnotation()使用
- 自定义排除策略：实现ExclusionStrategy接口
Gson gson = new GsonBuilder()
.addSerializationExclusionStrategy(new ExclusionStrategy() {
@Override
public boolean shouldSkipField(FieldAttributes f) {
return f.getName().startsWith("_"); // 排除以下划线开头的字段
}
@Override
public boolean shouldSkipClass(Class<?> clazz) {
return false;
}
})
.create();
2. 处理复杂Map键
默认情况下，Gson会调用Map键的toString()方法进行序列化。对于复杂对象作为键的情况，可以启用复杂键序列化：
Gson gson = new GsonBuilder()
.enableComplexMapKeySerialization()
.create();
Map<Point, String> pointMap = new HashMap<>();
pointMap.put(new Point(1, 2), "a");
String json = gson.toJson(pointMap);
3. 版本控制支持
Gson支持基于版本的字段过滤：
class VersionedObject {
@Since(1.0) private String field1;
@Since(1.1) private String field2;
}
Gson gson = new GsonBuilder()
.setVersion(1.0) // 只包含1.0及以下版本的字段
.create();
五、性能优化建议
- 重用Gson实例：Gson是线程安全的，建议重复使用同一个实例
- 避免循环引用：对象图中存在循环引用会导致无限递归
- 处理大型数据：对于超大JSON（超过10MB），考虑使用流式API
- 选择合适的集合类型：ArrayList比LinkedList有更好的序列化性能
六、最佳实践
- 不可变对象处理：为不可变对象提供TypeAdapter或InstanceCreator
- 枚举处理：考虑使用@SerializedName为枚举值指定序列化名称
- 日期格式化：建议统一日期格式，避免兼容性问题
- 内部类处理：静态嵌套类比非静态内部类更容易序列化
通过掌握这些核心概念和技巧，开发者可以充分利用Gson的强大功能，在Java应用中高效地处理JSON数据。无论是简单的POJO还是复杂的嵌套结构，Gson都能提供简洁优雅的解决方案。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
