在.Net Core 3.0中尝试新的System.Text.Json API

.NET Core 3.0提供了一个名为System.Text.Json的全新命名空间，它支持reader/writer，文档对象模型（DOM）和序列化程序。在此博客文章中，我将介绍它如何工作以及如何使用。

获取JSON库

  • 如果以.NET Core为目标,请安装.NET Core 3.0及以上版本，该版本提供了新的JSON库和ASP.NET Core集成。

  • 如果以.NET Standard或.NET Framework为目标。安装System.Text.Json NuGet软件包（确保安装.NET Framework4.6.0或更高版本）。为了与ASP.NET Core集成，必须以.NET Core 3.0为目标。

NET Core 3.0中JSON特性

新的JSON API通过使用Span进行性能优化，并且可以直接处理UTF-8，而无需转码为UTF-16 string 实例。这两个方面对于ASP.NET Core都是至关重要的，在ASP.NET Core中，吞吐量是关键要求。使用System.Text.Json，可以将速度提高大约1.3倍至5倍。

使用System.Text.Json

using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;

使用序列化器Serializer

  • 学习.Net Core最好的方式是查看源码，下面是JsonSerializer Serialize的部分源码：

namespace System.Text.Json
{public static partial class JsonSerializer{/// <summary>/// Convert the provided value into a <see cref="System.String"/>./// </summary>/// <returns>A <see cref="System.String"/> representation of the value.</returns>/// <param name="value">The value to convert.</param>/// <param name="options">Options to control the conversion behavior.</param>/// <remarks>Using a <see cref="System.String"/> is not as efficient as using UTF-8/// encoding since the implementation internally uses UTF-8. See also <see cref="SerializeToUtf8Bytes"/>/// and <see cref="SerializeAsync"/>./// </remarks>public static string Serialize<TValue>(TValue value, JsonSerializerOptions options = null){return ToStringInternal(value, typeof(TValue), options);}/// <summary>/// Convert the provided value into a <see cref="System.String"/>./// </summary>/// <returns>A <see cref="System.String"/> representation of the value.</returns>/// <param name="value">The value to convert.</param>/// <param name="inputType">The type of the <paramref name="value"/> to convert.</param>/// <param name="options">Options to control the conversion behavior.</param>/// <remarks>Using a <see cref="System.String"/> is not as efficient as using UTF-8/// encoding since the implementation internally uses UTF-8. See also <see cref="SerializeToUtf8Bytes"/>/// and <see cref="SerializeAsync"/>./// </remarks>public static string Serialize(object value, Type inputType, JsonSerializerOptions options = null){VerifyValueAndType(value, inputType);return ToStringInternal(value, inputType, options);}private static string ToStringInternal(object value, Type inputType, JsonSerializerOptions options){return WriteCoreString(value, inputType, options);}}
}

可以看到序列化最终调用的是ToStringInternal这个方法。

  • 示例

class Sample
{public DateTimeOffset Date { get; set; }public string Summary { get; set; }
}string Serialize(Sample value)
{return JsonSerializer.Serialize<Sample>(value);
}
//obj
string SerializeObj(object value)
{return JsonSerializer.Serialize(value);
}

JsonSerializerOptions用于在序列化时设置配置， 例如处理注释，null处理，尾随逗号和命名策略。

 public static string ToJson(this object obj){var options = new JsonSerializerOptions() { IgnoreNullValues = true, WriteIndented = true, AllowTrailingCommas = true };return JsonSerializer.Serialize(obj, options);}

使用反序列化器Deserialize

 Sample Deserialize(string json)
{var options = new JsonSerializerOptions{AllowTrailingCommas = true};return JsonSerializer.Deserialize<Sample>(json, options);
}

自定义属性来控制序列化行为

可以使用自定义属性来控制序列化行为，例如，忽略属性或者指定属性的名称：

class Sample
{//忽略[JsonIgnore]public DateTimeOffset Date { get; set; }//指定名称[JsonPropertyName("test")]public string Summary { get; set; }
}

使用DOM

有时，不想反序列化JSON但仍然希望对其内容进行结构化访问,这时可以使用JsonDocument

var options = new JsonDocumentOptions{AllowTrailingCommas = true};
using (JsonDocument document = JsonDocument.Parse(json, options))
{//todoforeach (JsonElement element in document.RootElement.EnumerateArray()){DateTimeOffset date = element.GetProperty("date").GetDateTimeOffset();//todo}
}

使用Utf8JsonWriter

var options = new JsonWriterOptions
{Indented = true
};using (var stream = new MemoryStream())
{using (var writer = new Utf8JsonWriter(stream, options)){writer.WriteStartObject();writer.WriteString("date", DateTimeOffset.UtcNow);writer.WriteEndObject();}string json = Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());Console.WriteLine(json);
}

使用Utf8JsonReader

byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(json);
Utf8JsonReader reader = new Utf8JsonReader(data, isFinalBlock: true, state: default);while (reader.Read())
{Console.Write(reader.TokenType);switch (reader.TokenType){case JsonTokenType.PropertyName:case JsonTokenType.String:{string text = reader.GetString();Console.Write(" ");Console.Write(text);break;}case JsonTokenType.Number:{int value = reader.GetInt32();Console.Write(" ");Console.Write(value);break;}}Console.WriteLine();
}

System.Text.Json中的DateTime和DateTimeOffset支持

The System.Text.Json library parses and writes DateTime and DateTimeOffset values according to the ISO 8601:-2019 extended profile. Converters provide custom support for serializing and deserializing with JsonSerializer. Custom support can also be implemented when using Utf8JsonReader and Utf8JsonWriter.

具体请参考官方文档。

 public class DateTimeConverterUsingDateTimeParse : JsonConverter<DateTime>{/// <summary>/// 日期格式/// </summary>public string dateTimeFormat { get; }/// <summary>/// ctor/// </summary>/// <param name="dateTimeFormat"></param>public DateTimeConverterUsingDateTimeParse(string dateTimeFormat){this.dateTimeFormat = dateTimeFormat;}public override DateTime Read(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options){Debug.Assert(typeToConvert == typeof(DateTime));return DateTime.Parse(reader.GetString());}public override void Write(Utf8JsonWriter writer, DateTime value, JsonSerializerOptions options){writer.WriteStringValue(value.ToString(dateTimeFormat));}}
 public static class JsonHelper{/// <summary>Converts to json.</summary>/// <param name="obj">The object.</param>/// <param name="dateTimeFormat">The date time format.</param>/// <returns>System.String.</returns>public static string ToJson(this object obj, string dateTimeFormat = "yyyy-MM-dd"){var options = new JsonSerializerOptions() { IgnoreNullValues = true, WriteIndented = true };options.Converters.Add(new DateTimeConverterUsingDateTimeParse(dateTimeFormat));return JsonSerializer.Serialize(obj, options);}}

总结

  • 在.NET Core 3.0中，System.Text.Json API提供对JSON的内置支持，包括reader/writer，只读DOM和序列化器/反序列化器。

  • 主要目标是实现高性能和低内存分配。

  • ASP.NET Core 3.0包括对System.Text.Json的支持，默认情况下启用。

补充

有博友提问了下图中的几个问题：

当前API版本反序列化不会将JSON字符串中的数字强制转换；但是JsonConverter转换器功能可以逐个属性有效地选择转换：

public class NumberToStringConverter : JsonConverter<int>{public override int Read(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options){var number = 0;if (reader.TokenType == JsonTokenType.String){if (Int32.TryParse(reader.GetString(), out number))return number;}return reader.GetInt32();}public override void Write(Utf8JsonWriter writer, int value, JsonSerializerOptions options){writer.WriteStringValue(value.ToString());}}class Sample{public string Date { get; set; }public int Summary { get; set; }}var json = "{\"Date\":\"2019-10-31\",\"Summary\":\"1\"}";var options = new JsonSerializerOptions() { IgnoreNullValues = true, WriteIndented = true };options.Converters.Add(new NumberToStringConverter());var deserialize = JsonSerializer.Deserialize<Sample>(json, options);

当前API版本支持System.Text.Json 支持Dictionary<key,value>序列化。

Dictionary<string, object> dictionary = new Dictionary<string, object>{{"1", 2}};var serialize = JsonSerializer.Serialize(dictionary);var temjson = "{\"1\":2}";var deserializeDictionary = JsonSerializer.Deserialize<Dictionary<string, object>>(temjson);

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