.NET 自带的高性能、低分配和标准兼容的JSON解析用法

createh52个月前 (02-05)技术教程21

System.Text.Json 命名空间

提供高性能、低分配和标准兼容的功能,以处理 JavaScript 对象表示法 (JSON),其中包括将对象序列化为 JSON 文本以及将 JSON 文本反序列化为对象(内置 UTF-8 支持)。 它还提供类型以用于读取和写入编码为 UTF-8 的 JSON 文本,以及用于创建内存中文档对象模型 (DOM) 以在数据的结构化视图中随机访问 JSON 元素。

JSON(脚本对象表示法)是一种轻量级数据交换格式。它很容易被人类读取和写入,并由机器解析和生成。是 JSON 的官方互联网媒体类型。JSON 文件扩展名为 。application/json.json

在本文中,我们将使用 C# 标准库。还有一个流行的第三方库,称为 .Json.NET

System.Text.json

命名空间提供高性能、低分配和符合标准的工具来使用 JSON。这些类允许我们将对象序列化为 JSON 文本,并将 JSON 文本反序列化为对象。UTF-8 支持是内置的。System.Text.Json

C# JSON 解析

将流解析为 UTF-8 编码数据,表示单个 JSON 值到 .流被读取完成。JsonDocument.ParseJsonDocument

程序.cs

using System.Text.Json;

string data = @" [ {""name"": ""John Doe"", ""occupation"": ""gardener""}, 
    {""name"": ""Peter Novak"", ""occupation"": ""driver""} ]";

using JsonDocument doc = JsonDocument.Parse(data);
JsonElement root = doc.RootElement;

Console.WriteLine(root);

var u1 = root[0];
var u2 = root[1];
Console.WriteLine(u1);
Console.WriteLine(u2);

Console.WriteLine(u1.GetProperty("name"));
Console.WriteLine(u1.GetProperty("occupation"));

Console.WriteLine(u2.GetProperty("name"));
Console.WriteLine(u2.GetProperty("occupation"));

在此示例中,我们解析一个简单的 JSON 字符串。

using JsonDocument doc = JsonDocument.Parse(data);

我们将 JSON 字符串解析为 .JsonDocument

JsonElement root = doc.RootElement;

我们获取对具有属性的根元素的引用。RootElement

var u1 = root[0];
var u2 = root[1];
Console.WriteLine(u1);
Console.WriteLine(u2);

使用运算符,我们获取 JSON 文档的第一个和第二个子元素。[]

Console.WriteLine(u1.GetProperty("name"));
Console.WriteLine(u1.GetProperty("occupation"));

我们获取带有 的元素的属性。GetProperty

$ dotnet run
[ {"name": "John Doe", "occupation": "gardener"},
  {"name": "Peter Novak", "occupation": "driver"} ]
{"name": "John Doe", "occupation": "gardener"}
{"name": "Peter Novak", "occupation": "driver"}
John Doe
gardener
Peter Novak
driver

C# JSON enumerate

枚举 JSON 数组中由 表示的值。JsonElement.EnumerateArrayJsonElement

程序.cs

using System.Text.Json;

string data = @" [ {""name"": ""John Doe"", ""occupation"": ""gardener""}, 
    {""name"": ""Peter Novak"", ""occupation"": ""driver""} ]";

using var doc = JsonDocument.Parse(data);
JsonElement root = doc.RootElement;

var users = root.EnumerateArray();

while (users.MoveNext())
{
    var user = users.Current;
    System.Console.WriteLine(user);

    var props = user.EnumerateObject();

    while (props.MoveNext())
    {
        var prop = props.Current;
        Console.WriteLine($"{prop.Name}: {prop.Value}");
    }
}

在此示例中,我们枚举根元素的内容。

var users = root.EnumerateArray();

我们得到子元素的数组。

while (users.MoveNext())
{
    var user = users.Current;
    Console.WriteLine(user);
...

在 while 循环中,我们将遍历元素数组。

var props = user.EnumerateObject();

while (props.MoveNext())
{
    var prop = props.Current;
    Console.WriteLine($"{prop.Name}: {prop.Value}");
}

在第二个 while 循环中,我们将介绍每个元素的属性。

$ dotnet run
{"name": "John Doe", "occupation": "gardener"}
name: John Doe
occupation: gardener
{"name": "Peter Novak", "occupation": "driver"}
name: Peter Novak
occupation: driver

C# JSON 序列化

将指定类型的值转换为 JSON 字符串。JsonSerializer.Serialize

程序.cs

using System.Text.Json;

var user = new User("John Doe", "gardener", new MyDate(1995, 11, 30));

var json = JsonSerializer.Serialize(user);
Console.WriteLine(json);

record MyDate(int year, int month, int day);
record User(string Name, string Occupation, MyDate DateOfBirth);

在此示例中,我们将对象转换为 JSON 字符串。User

$ dotnet run
{"Name":"John Doe","Occupation":"gardener",
    "DateOfBirth":{"year":1995,"month":11,"day":30}}

C# JSON deserialize

将表示单个 JSON 值的文本解析为指定类型的实例。JsonSerializer.Deserialize

程序.cs

using System.Text.Json;

string json = @"{""Name"":""John Doe"", ""Occupation"":""gardener"",
    ""DateOfBirth"":{""year"":1995,""month"":11,""day"":30}}";

var user = JsonSerializer.Deserialize(json);

Console.WriteLine(user);

Console.WriteLine(user?.Name);
Console.WriteLine(user?.Occupation);
Console.WriteLine(user?.DateOfBirth);

record MyDate(int year, int month, int day);
record User(string Name, string Occupation, MyDate DateOfBirth);

该示例将 JSON 字符串解析为 该类型的实例。User

C# JsonSerializerOptions

使用 ,我们可以使用某些选项控制序列化过程。JsonSerializerOptions

程序.cs

using System.Text.Json;

var words = new Dictionary
{
    {1, "sky"},
    {2, "cup"},
    {3, "odd"},
    {4, "cloud"},
    {5, "forest"},
    {6, "warm"},
};

var r = JsonSerializer.Serialize(words, 
    new JsonSerializerOptions { WriteIndented = true });

Console.WriteLine(r);

Console.WriteLine("---------------------");

var d = JsonSerializer.Deserialize>(r);

foreach (var (k, v) in d!)
{
    Console.WriteLine($"{k}: {v}");
}

使用选项集,我们启用了缩进以进行漂亮的打印。WriteIndented

$ dotnet run
{
  "1": "sky",
  "2": "cup",
  "3": "odd",
  "4": "cloud",
  "5": "forest",
  "6": "warm"
}
---------------------
1: sky
2: cup
3: odd
4: cloud
5: forest
6: warm

C# Utf8JsonWriter

提供了一个高性能 API,用于对 UTF-8 编码的 JSON 文本进行只进、非缓存写入。Utf8JsonWriter

程序.cs

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

using var ms = new MemoryStream();
using var writer = new Utf8JsonWriter(ms);

writer.WriteStartObject();
writer.WriteString("name", "John Doe");
writer.WriteString("occupation", "gardener");
writer.WriteNumber("age", 34);
writer.WriteEndObject();
writer.Flush();

string json = Encoding.UTF8.GetString(ms.ToArray());

Console.WriteLine(json);

在此示例中,我们创建一个新对象并将其写入 JSON 字符串。

$ dotnet run
{"name":"John Doe","occupation":"gardener","age":34}

我们可以设置选项来美化 JSON 输出。Indentedtrue

程序.cs

using System.Text.Json;

string data = @" [ {""name"": ""John Doe"", ""occupation"": ""gardener""}, 
    {""name"": ""Peter Novak"", ""occupation"": ""driver""} ]";

JsonDocument jdoc = JsonDocument.Parse(data);

var fileName = @"data.json";
using FileStream fs = File.OpenWrite(fileName);

using var writer = new Utf8JsonWriter(fs, new JsonWriterOptions { Indented = true });
jdoc.WriteTo(writer);

在此示例中,我们将 JSON 字符串写入文件。数据很漂亮。

$ cat data.json 
[
    {
    "name": "John Doe",
    "occupation": "gardener"
    },
    {
    "name": "Peter Novak",
    "occupation": "driver"
    }
]

C# JSON Utf8JsonReader

该接口采用高性能 API,用于对 UTF-8 编码的 JSON 文本进行只进、只读访问。Utf8JsonReader

程序.cs

using System.Text.Json;

var fileName = @"/home/user7/data.json";
byte[] data = File.ReadAllBytes(fileName);
Utf8JsonReader reader = new Utf8JsonReader(data);

while (reader.Read())
{
    switch (reader.TokenType)
    {
        case JsonTokenType.StartObject:
            Console.WriteLine("-------------");
            break;
        case JsonTokenType.EndObject:
            break;
        case JsonTokenType.StartArray:
        case JsonTokenType.EndArray:
            break;
        case JsonTokenType.PropertyName:
            Console.Write($"{reader.GetString()}: ");
            break;
        case JsonTokenType.String:
            Console.WriteLine(reader.GetString());
            break;
        default:
            throw new ArgumentException();

    }
}

在此示例中,我们从带有 .它提供了一个用于读取 JSON 数据的低级 API。我们逐个读取数据令牌。Utf8JsonReader

$ dotnet run
-------------
name: John Doe
occupation: gardener
-------------
name: Peter Novak
occupation: driver

C# JSON 解析异步

在下面的示例中,我们使用 异步读取流。JsonDocument.ParseAsync

程序.cs

using System.Text.Json;

using var httpClient = new HttpClient();

var url = "https://raw.githubusercontent.com/dotnet/core/master/release-notes/releases-index.json";
var ts = await httpClient.GetStreamAsync(url);

using var resp = await JsonDocument.ParseAsync(ts);

var root = resp.RootElement.GetProperty("releases-index");

var elems = root.EnumerateArray();

while (elems.MoveNext())
{
    var node = elems.Current;
    Console.WriteLine(node);
}

该示例读取 .NET Core 框架的所有版本,这些版本在项目 Github 存储库中以 JSON 字符串的形式提供。

C# HttpClient GetFromJsonAsync

该方法将 GET 请求发送到指定的 URL,并返回在异步操作中将响应正文反序列化为 JSON 所产生的值。GetFromJsonAsync

该方法是 来自 的扩展方法。System.Net.Http.Json

程序.cs

using System.Text.Json.Serialization;
using System.Net.Http.Json;

using var client = new HttpClient();

var url = "http://webcode.me/users.json";
var data = await client.GetFromJsonAsync(url);

if (data != null)
{
    foreach (var user in data.users)
    {
        Console.WriteLine(user);
    }
}

class Users
{
    public List users { get; set; } = new();
}

class User
{
    [JsonPropertyName("id")]
    public int Id { get; set; }

    [JsonPropertyName("first_name")]
    public string FirstName { get; set; } = string.Empty;

    [JsonPropertyName("last_name")]
    public string LastName { get; set; } = string.Empty;

    [JsonPropertyName("email")]
    public string Email { get; set; } = string.Empty;

    public override string ToString()
    {
        return $"User {{ {Id}| {FirstName} {LastName}| {Email} }}";
    }
}

We create an asynchronous http request to a JSON resource. The JSON data is serialized into a list of objects. User

var data = await client.GetFromJsonAsync(url);

这是一种将 JSON 资源转换为 C# 集合的便捷方法。GetFromJsonAsync

class Users
{
    public List users { get; set; } = new();
}

我们需要为集合创建一个特定的类。List

class User
{
    [JsonPropertyName("id")]
    public int Id { get; set; }

    [JsonPropertyName("first_name")]
    public string FirstName { get; set; } = string.Empty;

    [JsonPropertyName("last_name")]
    public string LastName { get; set; } = string.Empty;

    [JsonPropertyName("email")]
    public string Email { get; set; } = string.Empty;

    public override string ToString()
    {
        return $"User {{ {Id}| {FirstName} {LastName}| {Email} }}";
    }
}

JSON 字段映射到类属性。

$ dotnet run
User { 1| Robert Schwartz| rob23@gmail.com }
User { 2| Lucy Ballmer| lucyb56@gmail.com }
User { 3| Anna Smith| annasmith23@gmail.com }
User { 4| Robert Brown| bobbrown432@yahoo.com }
User { 5| Roger Bacon| rogerbacon12@yahoo.com }

在本文中,我们已使用 C# 处理 JSON 数据。

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