前后端数据传输格式(下)

作者简介：大家好，我是smart哥，前中兴通讯、美团架构师，现某互联网公司CTO

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上篇主要复习了HTTP以及POST相关的几种传参形式，这一篇来讲讲和实际开发更为紧密的内容：JSON。

初学者在需求分析阶段通常缺乏以下能力：

无法通过看页面原型图分析出大致的请求格式和响应格式
即使能分析出请求格式，却不知道用什么样的Java对象接收
即使能分析出响应格式，却不知道用什么样的Java对象返回

这三个能力，其实都依赖于你对JSON的理解（本文主要讨论JSON，不涉及表单请求和文件上传类型）。

说得更具体些就是，初学者往往搞不清楚JSON与Java对象的转换关系（图片来自尚硅谷）：

请求：JSON转Java
响应：Java转JSON

JSON

JSON的作用

在我刚入行时写过相关的博客，比较简单，感兴趣的同学可以看看：AJAX与JSON

JSON简单来说就是特定格式的字符串，注意，它的载体是字符串。很多人分不清JSON和JS对象，其实两者没有可比性。实在要说的话，JS对象和Java对象都是正儿八经的对象，存活于内存中（浏览器/服务器），而JSON只是字符串，往往承担的是网络传输的角色：

我们都知道，网页上的动态数据都是服务器那边组装后通过HTTP返回的，但很少有人会思考这样的一个问题：

服务器组装数据时用的是Java对象，比如user.setName("bravo")，但前端得到的却是JS对象，怎么做到的？

一般来说，浏览器被安装在我们的个人电脑中，而提供服务的Java应用则可能运行在阿里云服务器上，两者并不在同一片物理内存。由于对象存活必须依赖于内存（如果不做持久化，只要一断电，内存中的数据就没了），所以就上图而言，Java对象显然没法自己“跳出”服务器进入浏览器中，更别提Java对象如何变成JS对象。

要想完成跨内存的数据传输、对象转换，必须通过网络传输，而且需要一个传递信息的载体，过程中还涉及到序列化和反序列化。

实际上，整个请求响应的过程就是序列化和反序列化的过程：

服务器端把Java对象序列化为JSON（中介，特定格式的字符串）
网络不能直接传递对象，但可以传输字符串
浏览器得到JSON后，反序列化为JS对象，然后设置到页面上

同理，不仅是浏览器和服务器，服务器和服务器之间也需要JSON作为数据交互的中介：

JSON的格式

使用Postman时，我们经常会发这样的请求：

Body就是请求体内容，一般都是字符串格式，所以这是一个JSON，而不是JS对象，尽管它们看起来很像。你可以理解为JSON是多种语言共同协定的一种数据交互格式：

"field":"xxx" 表示对象的字段，value如果是字符类型需要加""，数值可以不加
{} 表示对象或map或其他符合key-value格式的结构
[] 表示一组对象、一组字符串或一组数值

很简单吧？

然后各个语言都会遵守这个协定，转化为自己的对象结构，比如：

{}可以代表Java对象/Map，[]由于表示一组数据，刚好可以对应Java的数组、List或Set等单列集合
{}也可以代表Python对象/字典，[]对应Python的元组或list等
{}还可以代表PHP的对象，[]对应PHP中的Array
...

当然，{}也可以代表JS对象，[]则可以转化为JS的数组。

为什么很多初学者会搞混JSON和JS对象呢？本质上还是因为：

初学者都“见过”JS对象，而且它往往都是{}的形式出现
JS对象的格式和JSON确实比较像

但JSON本质是“干瘪瘪”的字符串，当各大语言需要进行反序列化时，就会按照上面的格式转为内存中“圆鼓鼓”的对象。应该把JS对象和Java对象看作一个梯队，而JSON则在另一个梯队，是一个特定格式的字符串。

常见JSON格式与Java对象的转换

这里只演示Java对象与JSON的转换：

如果不信的话，可以自己动手写一下接口，然后用Postman按照图中的格式发送JSON，看看接口能不能顺利接收参数。

上面说过，JSON的{}可以对应Java的对象或者Map，{}两个括号表示对象的边界，其实刚好对应类的{}，里面的就是对象的字段。

我们来分析一下第一张图的结构。

接口返回的是一个HashMap，所以很容易想到最终JSON格式是：

{

...

}

接着往Map里put了一些value，我们先不管value是什么类型：

{

"1号男嘉宾" : xxx,

"2号男嘉宾" : xxx,

"3号男嘉宾" : xxx,

}

OK，JSON的大致结构出来了，再深入一层，看看xxx是什么。很明显，是一个Java的User对象，还是对应{}：

{

"1号男嘉宾" : {},

"2号男嘉宾" : {},

"3号男嘉宾" : {},

}

那么，这个User对象有哪些字段呢？填上即可：

{"1号男嘉宾": {"name": "雅木茶","age": 23},"2号男嘉宾": {"name": "卡卡罗特","age": 23},"3号男嘉宾": {"name": "贝吉塔","age": 22}
}

其他两个分析过程同理，就不演示了（思考一下，如果User里面有Department会是什么样）。

刚才是顺着来，现在我们玩一下“逆推”。假设现在前端跑过来告诉你

大佬，这个接口我到时候这样传参给你行吗？

[{"name": "张飞","age": 18,"tags": ["大眼睛","大胡子"]},{"name": "关羽","age": 19,"tags": ["万人敌","长胡子"]},{"name": "刘备","age": 20,"tags": ["刘皇叔","摔阿斗"]}
]

此时你应该如何设计入参才能接受前端这种格式的JSON呢？

jackson的一些操作

之前介绍过，服务器本身没有能力处理JSON和文件上传，都要靠第三方组件。SpringBoot则引入了jackson作为默认的JSON组件，其他常见的还有阿里的fastJson和谷歌的gson。

这里介绍一下jackson常见的几个注解。

@Slf4j
@RestController
public class UserController {@PostMapping("/addUser")public UserPOJO addUser(@RequestBody UserPOJO user) {user.setAge(null);return user;}}@Data
public class UserPOJO {/*** 姓名*/private String name;/*** 年龄*/private Integer age;/*** 用户类型*/private Integer userType;/*** 个人标签*/private List<String> tags;}

@JsonInclude

有时我们希望如果字段为null就不要返回给前端，可以使用@JsonInclude，它可以指定很多属性。

@JsonInclude还可以加在类上，那么该对象所有为null的字段都不会参与JSON序列化。

@JsonProperty

对于一些老项目或者其他什么原因，原本传参使用的是下划线，比如user_type，而后端用Java改写时又要符合驼峰命名，此时可以用@JsonProperty做一层“隔离”。

此时出入参都必须叫user_type：

@JsonFormat

有些同学容易把@JsonFormat和@DateTimeFormat搞混，我们单独开一个小节聊一聊。

时间格式

首先和大家说一下，数据库字段无论是datetime还是timestamp，其实都是可以自动对应Java的Date对象，一般讨论的所谓时间格式，都是指前端的显示格式：

刚才我们讨论为什么需要JSON时，提到一个观点：对象是在内存中存活的，无法直接进行网络传输。但是大家有没有想过：

class User {private String name;private Date birthday;
}

其实里面的字段也是对象，也要进行序列化。SpringBoot引入了jackson作为JSON序列化的组件，其中必然包括对Date进行序列化/反序列化的方案。

然而，SpringBoot1.x和2.x其实有较大的改动，其中就包括对Date格式化的改动。大家可以沿用刚才的项目，给UserPOJO加上birthday字段，然后在SpringBoot1.5.9和SpringBoot2.3.4环境下实验。

@Slf4j
@RestController
public class UserController {@PostMapping("/addUser")public UserPOJO addUser(@RequestBody UserPOJO user) {return user;}}

SpringBoot1.x

SpringBoot2.x

有两个细节：

SpringBoot1.x的返回值是毫秒数，SpringBoot2.x是另一种格式
当入参和出参时间格式不同时，会发生转换，此时会出现时间差

- SpringBoot1.x传递2020-12-07T22:58:11.000+00:00，返回1607381891000（+8）
- SpringBoot2.x传递1607353091000，返回2020-12-07T14:58:11.000+00:00（-8）

可以通过时间戳转换验证一下（注意单位）。

时差的问题可以通过配置解决，比如：

spring.jackson.time-zone=GMT+8

总的来说就是：

如果希望更改出入参的时间格式，可以有局部和全局两种方式：

局部：@JsonFormat / @DateTimeFormat
全局

- YAML
- Config

@DateTimeFormat只适用于非JSON的POST请求，也就是说，如果项目本身都是JSON请求，你用@DateTimeFormat是无效的。你可以简单理解为：

@DateTimeFormat，走表单请求时间转换器（适用于GET、POST表单请求）
@JsonFormat，走JSON请求时间转换器（适用于POST JSON请求、JSON响应）

所以，你在这煞费苦心地调整表单请求的转换格式有啥用？

这里演示一下@JsonFormat的用法：

/*** 生日（时间格式很容易写错，可以抽取为常量或者使用第三方提供的，比如hutool就有）*/
@JsonFormat(pattern = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
private Date birthday;

此时出入参都变为指定格式：

也可以在YAML中进行全局配置：

上面那个mvc:date-format是对表单请求的配置。

或者使用Config：

@Configuration
public class JacksonConfig {@Beanpublic ObjectMapper getObjectMapper() {ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();// 全局配置objectMapper.setSerializationInclusion(JsonInclude.Include.NON_NULL);objectMapper.setDateFormat(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));return objectMapper;}}

如果说@JsonInclude/@JsonFormat加到字段上、类上分别是字段级别、类级别，那么上面的配置就是整个项目级别，因为Spring的bean默认单例，而这个唯一的ObjectMapper已经被做了手脚，最终所有接口的序列化/反序列化行为都被改写。

这种全局和局部的思想，后面会很常见，这里先点一下。