Go 自定义 Json 序列化规则

开发过程中,我们经常会使用 JSON 作为数据传输格式。而这离不开对 JSON 数据的编解码工作,在 Go 中,encoding/json 包提供了这些能力。

我们可以使用 encoding/json 包的 Encoder.Encode() 和 Marshal() 实现 Json 序列化,使用 Decoder.Decode() 和 Unmarshal() 实现 Json 反序列化。

示例如下

package main

import (
 "encoding/json"
 "os"
)

type Metric struct {
 Name  string `json:"name"`
 Value int64  `json:"value"`
}

func main() {
 _ = json.NewEncoder(os.Stdout).Encode(
  []*Metric{
   {"vv", 12},
   {"tz", 9},
   {"ss", 82},
  },
 )
}

输出

[{"name":"vv","value":12},{"name":"tz","value":9},{"name":"ss","value":82}]

提出问题

以上述结构体 Metric 为例,它代表的是统计指标。其中 Name 是指标名,Value 是指标值。

假设程序接收外部 Json 数据时,存在指标值为浮点数的情况,如下所示。

func main() {
 var metric Metric
 err := json.Unmarshal([]byte(`{"name": "tq", "value": 13.14}`), &metric)
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 fmt.Println(metric)
}

由于 Metric 结构体中定义的 Value 字段为 int64,此时对 Json 数据的反序列化将得到以下错误

panic: json: cannot unmarshal number 13.14 into Go struct field Metric.value of type int64

这种问题应该如何处理?我们能否在不改变原有结构体定义的情况下,处理这种情况。

解决方法

在 encoding/json 中,有两个非常重要的接口。

// Marshaler is the interface implemented by types that
// can marshal themselves into valid JSON.
type Marshaler interface {
 MarshalJSON() ([]byte, error)
}

// Unmarshaler is the interface implemented by types
// that can unmarshal a JSON description of themselves.
// The input can be assumed to be a valid encoding of
// a JSON value. UnmarshalJSON must copy the JSON data
// if it wishes to retain the data after returning.
//
// By convention, to approximate the behavior of Unmarshal itself,
// Unmarshalers implement UnmarshalJSON([]byte("null")) as a no-op.
type Unmarshaler interface {
 UnmarshalJSON([]byte) error
}

如果类型 T 实现了 Marshaler 或 Unmarshaler 接口方法,就能自定义了序列化和反序列化规则

有了这个理解基础,那么对于上文中的问题,我们很自然地想到,让 Metric 结构体实现UnmarshalJSON()。

那么首先想到最简单的方式,是引入一个临时结构体:让其 Value 字段定义为 float64,其他字段维持和原结构体一致。

func (u *Metric) UnmarshalJSON(data []byte) error {
 type tmp struct {
  Name  string  `json:"name"`
  Value float64 `json:"value"`
 }
 t := &tmp{
  Name:  u.Name,
  Value: float64(u.Value),
 }
 err := json.Unmarshal(data, t)
 if err != nil {
  return nil
 }
 // 注意 Unmarshaler 接口定义的以下规则:
 // UnmarshalJSON must copy the JSON data
 // if it wishes to retain the data after returning.
 u.Name = t.Name
 u.Value = int64(t.Value)
 return nil
}

这样做能够解决我们的问题,但并不优雅。

我们可以使用结构体的继承。这样,当结构体存在大量字段时,我们仅定义需要更改的字段即可。

func (u *Metric) UnmarshalJSON(data []byte) error {
 t := &struct {
  Value float64 `json:"value"`
  *Metric
 }{
  Value:  float64(u.Value),
  Metric: u,
 }
 if err := json.Unmarshal(data, &t); err != nil {
  return err
 }
 u.Value = int64(t.Value)
 return nil
}

不过这样子会引出新的问题:继承原结构体的新 strcut 同样会继承原结构体的方法(UnmarshalJSON() 方法),这将无限循环,最终导致堆栈溢出。

fatal error: stack overflow

最佳解决方案是以结构体新类型,让新类型获得原始结构体的所有字段属性,但是却不会继承原有结构体的方法。

func (u *Metric) UnmarshalJSON(data []byte) error {
 type AliasMetric Metric
 t := &struct {
  Value float64 `json:"value"`
  *AliasMetric
 }{
  Value:       float64(u.Value),
  AliasMetric: (*AliasMetric)(u),
 }
 if err := json.Unmarshal(data, &t); err != nil {
  return err
 }
 u.Value = int64(t.Value)
 return nil
}

这样,就完美解决了我们的问题。

总结

在 Json 数据的处理中,我们可以通过为对象实现 Marshaler 或 Unmarshaler 接口方法,从而制定我们想要的序列化和反序列化规则。

本文通过一个简单的示例,展示了如何通过实现结构体的 UnmarshalJSON() 方法,而达到反序列化时更改字段属性的目的。

同理,我们可以为结构体定义 MarshalJSON() 方法,制定序列化规则,这就留给读者自行尝试了。

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