Java中含有泛型的 JSON 反序列化问题
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2021-05-15 15:21
作者：明明如月学长
blog.csdn.net/w605283073/article/details/107350113
一、背景
今天无聊之园提了一个问题，涉及的示例大致如下：
public static void main(String[] args) {
String jsonString = "[\"a\",\"b\"]";
List<String> list = JSONObject.parseObject(jsonString, List.class);
System.out.println(list);
}
例子中使用fastjson 的类库。
为什么 IDEA 会给出下面的警告，该如何解决？
有些同学说直接使用抑制注解，抑制掉这个警告就好了。
抑制掉警告就可以了？？？？
二、分析
2.1 事出诡异必有妖
IDEA 不会无缘无故给出警告提示，警告的原因上图已经给出。
把不带泛型的 List 赋值给带泛型的 List， Java 编译器并不知道右侧返回不带泛型的实际 List 是否符合带泛型的 List 约束。
和下面的例子非常类似：
public static void main(String[] args) {
List first = new ArrayList();
first.add(1);
first.add("2");
first.add('3');
// 提示上述警告
List<String> third = first;
System.out.println(third);
}
将 first 赋值给 third 时，不能保证 first 元素符合 List的约束，即列表中全是 String。
如果你执行上述代码，会发现没有报错，哈哈。
但是如果你使用 foreach 循环或者迭代器取 String 循环时会发生类型转换异常。
public static void main(String[] args) {
List first = new ArrayList();
first.add(1);
first.add("2");
first.add('3');
List<String> third = first;
for (String each : third) { // 类型转换异常
System.out.println(each);
}
}
类型转换异常？
我们使用 IDEA 的 jclasslib 反编译插件，得到 main 函数的 Code 如下：
0 new #2 <java/util/ArrayList>
3 dup
4 invokespecial #3 <java/util/ArrayList.<init>>
7 astore_1
8 aload_1
9 iconst_1
10 invokestatic #4 <java/lang/Integer.valueOf>
13 invokeinterface #5 <java/util/List.add> count 2
18 pop
19 aload_1
20 ldc #6 <2>
22 invokeinterface #5 <java/util/List.add> count 2
27 pop
28 aload_1
29 bipush 51
31 invokestatic #7 <java/lang/Character.valueOf>
34 invokeinterface #5 <java/util/List.add> count 2
39 pop
40 aload_1
41 astore_2
42 aload_2
43 invokeinterface #8 <java/util/List.iterator> count 1
48 astore_3
49 aload_3
50 invokeinterface #9 <java/util/Iterator.hasNext> count 1
55 ifeq 79 (+24)
58 aload_3
59 invokeinterface #10 <java/util/Iterator.next> count 1
64 checkcast #11 <java/lang/String>
67 astore_4
69 getstatic #12 <java/lang/System.out>
72 aload_4
73 invokevirtual #13 <java/io/PrintStream.println>
76 goto 49 (-27)
79 return
从 42 到76 行 对应 foreach 循环的逻辑，可以看出底层使用 List 的迭代器进行遍历，取出每个元素后强转为 String 类型，存储到局部变量表索引为 4 的位置，然后进行打印。
如果对反编译不熟悉可以去 target 目录，双击编译后的class 文件，使用 IDEA 自带的插件进行反编译：
//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//
package com.chujianyun.common.json;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
public class JsonGenericDemo {
public JsonGenericDemo() {
}
public static void main(String[] args) {
List first = new ArrayList();
first.add(1);
first.add("2");
first.add('3');
List<String> third = first;
Iterator var3 = first.iterator();
while(var3.hasNext()) {
String each = (String)var3.next();
System.out.println(each);
}
}
}
印证了上述说法，显然在 String each = (String)var3.next(); 这里出现了类型转换异常。（搜索公众号Java知音，回复“2021”，送你一份Java面试题宝典）
三、解决之道
3.1 猜想验证
我们猜测是不是可以通过某种途径将泛型作为参数传给 fastjson, 让 fastjson 某个返回值是带泛型的，从而解决这个告警呢？
显然我们要去源码中寻找， 在 JSONObject 类中找到了下面的方法：
/**
* <pre>
* String jsonStr = "[{\"id\":1001,\"name\":\"Jobs\"}]";
* List<Model> models = JSON.parseObject(jsonStr, new TypeReference<List<Model>>() {});
* </pre>
* @param text json string
* @param type type refernce
* @param features
* @return
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> T parseObject(String text, TypeReference<T> type, Feature... features) {
return (T) parseObject(text, type.type, ParserConfig.global, DEFAULT_PARSER_FEATURE, features);
}
该函数的注释上还贴心地给出了相关用法，因此我们改造下：
public static void main(String[] args) {
String jsonString = "[\"a\",\"b\"]";
List<String> list = JSONObject.parseObject(jsonString, new TypeReference<List<String>>() {
});
System.out.println(list);
}
警告解除了。
所以大功告成？
难道上述做法仅仅是为了消除一个警告，满足强迫症们的心愿而已吗？？
且慢，我们看下面的例子：
import lombok.Data;
@Data
public class User {
private Long id;
private String name;
}
mport com.alibaba.fastjson.JSON;
import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class JsonGenericDemo {
public static void main(String[] args) {
// 构造数据
User user = new User();
user.setId(0L);
user.setName("tom");
List<User> users = new ArrayList<>();
users.add(user);
// 转为JSON字符串
String jsonString = JSON.toJSONString(users);
// 反序列化
List<User> usersGet = JSONObject.parseObject(jsonString, List.class);
for (User each : usersGet) {
System.out.println(each);
}
}
}
大家执行上述例子会出现类型转换异常！
Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: com.alibaba.fastjson.JSONObject cannot be cast to com.chujianyun.common.json.User at com.chujianyun.common.json.JsonGenericDemo.main(JsonGenericDemo.java:26)
有了第二部分的分析，大家可能就可以比较容易地想到
JSONObject.parseObject(jsonString, List.class) 构造出来的 List 存放的是 JSONObject 元素， foreach 循环底层使用迭代器遍历每个元素并强转为 User 类型是报类型转换异常。
那么为啥 fastjson 不能帮我们转换为 List<User> 类型呢？
有人说“由于泛型擦除，没有泛型信息，所以无法逆向构造回原有类型”。
其实看下 JSONObject.parseObject(jsonString, List.class); 第一个参数是字符串，第二个参数是 List.class。压根就没有提供泛型信息给 fastjson。
作为这个工具函数本身，怎么猜得到要 List 里面究竟该存放啥类型呢？
因此如果能够通过某种途径，告诉它泛型的类型，就可以帮助你反序列化成真正的类型。
使用 JSONObject.parseObject(jsonString, new TypeReference<List<User>>() { }); 即可。
因此我们使用 TypeReference 并不仅仅是为了消除警告，而是为了告知 fastjson 泛型的具体类型，正确反序列化泛型的类型。
那么底层原理是啥呢？我们看下com.alibaba.fastjson.TypeReference#TypeReference()
/**
* Constructs a new type literal. Derives represented class from type
* parameter.
*
* <p>Clients create an empty anonymous subclass. Doing so embeds the type
* parameter in the anonymous class's type hierarchy so we can reconstitute it
* at runtime despite erasure.
*/
protected TypeReference(){
// 获取父类的 Type
Type superClass = getClass().getGenericSuperclass();
// 如果父类是参数化类型，会返回 java.lang.reflect.ParameterizedType
// 调用 getActualTypeArguments 获取实际类型的数组 并拿到第一个
Type type = ((ParameterizedType) superClass).getActualTypeArguments()[0];
// 缓存中有优先取缓存，没有则存入并设置
Type cachedType = classTypeCache.get(type);
if (cachedType == null) {
classTypeCache.putIfAbsent(type, type);
cachedType = classTypeCache.get(type);
}
this.type = cachedType;
}
通过代码和注释我们了解到：
创建一个空的匿名子类。将类型参数嵌入到匿名继承结构中，即使运行时类型擦除也可以重建。
再回到 parseObject 函数，可以看到底层用的就是这个 type。
/**
* <pre>
* String jsonStr = "[{\"id\":1001,\"name\":\"Jobs\"}]";
* List<Model> models = JSON.parseObject(jsonStr, new TypeReference<List<Model>>() {});
* </pre>
* @param text json string
* @param type type refernce
* @param features
* @return
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T> T parseObject(String text, TypeReference<T> type, Feature... features) {
return (T) parseObject(text, type.type, ParserConfig.global, DEFAULT_PARSER_FEATURE, features);
}
3.2 举一反三
很多其他框架也会采用类似的方法来获取泛型类型。
大家可以看看其他 gson 类库
<dependency>
<groupId>com.google.code.gson</groupId>
<artifactId>gson</artifactId>
<version>2.8.6</version>
</dependency>
看看其中的 com.google.gson.reflect.TypeToken 类，是不是似曾相识呢？
此外，如果我们自己除了 JSON反序列化场景之外也有类似获取泛型参数的需求，是不是也可以采用类似的方法呢？
四、总结
希望大家能够重视 IDEA 的警告。
遇到问题能够从更合理的角度思考，了解问题的本质。
学习一个问题可以尝试举一反三，活学活用。
END
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