JSON和序列化

很难想象移动应用程序不需要与Web服务器通信或在某个时刻存储结构化数据。 在编写需要联网的应用程序时，我们很可能迟早需要使用JSON。

在本教程中，我们将探讨如何在Flutter中使用JSON。我们回顾一下在不同情况下使用的JSON解决方案以及原因。

• 哪种JSON序列化方法适合我？
  • 小项目手动序列化
  • 在大中型项目中使用代码生成
• Flutter中是否有GSON / Jackson / Moshi？
• 使用 dart:convert手动序列化JSON
  • 内连序列化JSON
  • 在模型类中序列化JSON
• 使用代码生成库序列化JSON
  • 在项目中设置json_serializable
  • 以json_serializable的方式创建model类
  • 运行代码生成程序
    • 一次性生成
    • 持续生成
  • 使用json_serializable模型
• 一些参考

哪种JSON序列化方法适合我？

本文介绍了使用JSON的两个常规策略：

• 手动序列化和反序列化
• 通过代码生成自动序列化和反序列化

不同的项目具有不同的复杂度和场景。对于较小项目，使用代码生成器可能会过度。对于具有多个JSON model的复杂应用程序，手动序列化可能会比较重复，并会很容易出错。

小项目手动序列化

手动JSON序列化是指使使用dart:convert中内置的JSON解码器。它将原始JSON字符串传递给JSON.decode() 方法，然后在返回的Map<String, dynamic>中查找所需的值。 它没有外部依赖或其它的设置，对于小项目很方便。

当您的项目变大时，手动编写序列化逻辑可能变得难以管理且容易出错。如果您在访问未提供的JSON字段时输入了一个错误的字段，则您的代码将会在运行时会引发错误。

如果您的项目中JSON model并不多，并且希望快速测试一下，那么手动序列化可能会很方便。有关手动序列化的示例，请参考这里。

在大中型项目中使用代码生成

代码生成功能的JSON序列化是指通过外部库为您自动生成序列化模板。它需要一些初始设置，并运行一个文件观察器，从您的model类生成代码。 例如，json_serializable和built_value就是这样的库。

这种方法适用于较大的项目。不需要手写，如果访问JSON字段时拼写错误，这会在编译时捕获的。代码生成的不利之处在于它涉及到一些初始设置。另外，生成的源文件可能会在项目导航器会显得混乱。

当您有一个中型或大型项目时，您可能想要使用代码生成JSON序列化。要查看基于代码生成JSON序列化的示例，请参见这里。

Flutter中是否有GSON / Jackson / Moshi？

简单的回答是没有.

这样的库需要使用运行时反射，这在Flutter中是禁用的。运行时反射会干扰Dart的_tree shaking_。使用_tree shaking_，我们可以在发版时“去除”未使用的代码。这可以显着优化应用程序的大小。

由于反射会默认使用所有代码，因此_tree shaking_会很难工作。这些工具无法知道哪些widget在运行时未被使用，因此冗余代码很难剥离。使用反射时，应用尺寸无法轻松的进行优化。

虽然我们不能在Flutter中使用运行时反射，但有些库为我们提供了类似易于使用的API，但它们是基于代码生成的。这种方法在代码生成库部分有更详细的介绍。

使用 dart:convert手动序列化JSON

Flutter中基本的JSON序列化非常简单。Flutter有一个内置dart:convert库，其中包含一个简单的JSON编码器和解码器。

以下是一个简单的user model的示例JSON。

{
  "name": "John Smith",
  "email": "john@example.com"
}

有了dart:convert，我们可以用两种方式来序列化这个JSON model。我们来看看这两种方法：

内连序列化JSON

通过查看dart：转换JSON文档，我们发现可以通过调用JSON.decode方法来解码JSON ，使用JSON字符串作为参数。

Map<String, dynamic> user = JSON.decode(json);

print('Howdy, ${user['name']}!');
print('We sent the verification link to ${user['email']}.');

不幸的是，JSON.decode()仅返回一个Map<String, dynamic>，这意味着我们直到运行时才知道值的类型。 通过这种方法，我们失去了大部分静态类型语言特性：类型安全、自动补全和最重要的编译时异常。这样一来，我们的代码可能会变得非常容易出错。

例如，当我们访问name或email字段时，我们输入的很快，导致字段名打错了。但由于这个JSON在map结构中，所以编译器不知道这个错误的字段名(译者语：所以编译时不会报错)。

在模型类中序列化JSON

我们可以通过引入一个简单的模型类(model class)来解决前面提到的问题，我们称之为User。在User类内部，我们有：

• 一个User.fromJson 构造函数, 用于从一个map构造出一个 User实例 map structure
• 一个toJson 方法, 将 User 实例转化为一个map.

这样，调用代码现在可以具有类型安全、自动补全字段（name和email）以及编译时异常。如果我们将拼写错误或字段视为int类型而不是String， 那么我们的应用程序就不会通过编译，而不是在运行时崩溃。

user.dart

class User {
  final String name;
  final String email;

  User(this.name, this.email);

  User.fromJson(Map<String, dynamic> json)
      : name = json['name'],
        email = json['email'];

  Map<String, dynamic> toJson() =>
    {
      'name': name,
      'email': email,
    };
}

现在，序列化逻辑移到了模型本身内部。采用这种新方法，我们可以非常容易地反序列化user。

Map userMap = JSON.decode(json);
var user = new User.fromJson(userMap);

print('Howdy, ${user.name}!');
print('We sent the verification link to ${user.email}.');

要序列化一个user，我们只是将该User对象传递给该JSON.encode方法。我们不需要手动调用toJson这个方法，因为JSON.encode已经为我们做了。

String json = JSON.encode(user);

这样，调用代码就不用担心JSON序列化了。但是，model类还是必须的。在生产应用程序中，我们希望确保序列化正常工作。在实践中，User.fromJson和User.toJson方法都需要单元测试到位，以验证正确的行为。

另外，实际场景中，JSON对象很少会这么简单，嵌套的JSON对象并不罕见。

如果有什么能为我们自动处理JSON序列化，那将会非常好。幸运的是，有！

使用代码生成库序列化JSON

尽管还有其他库可用，但在本教程中，我们使用了json_serializable package包。 它是一个自动化的源代码生成器，可以为我们生成JSON序列化模板。

由于序列化代码不再由我们手写和维护，我们将运行时产生JSON序列化异常的风险降至最低。

在项目中设置json_serializable

要包含json_serializable到我们的项目中，我们需要一个常规和两个开发依赖项。简而言之，开发依赖项是不包含在我们的应用程序源代码中的依赖项。

通过此链接可以查看这些所需依赖项的最新版本 。

pubspec.yaml

dependencies:
  # Your other regular dependencies here
  json_annotation: ^2.0.0

dev_dependencies:
  # Your other dev_dependencies here
  build_runner: ^1.0.0
  json_serializable: ^2.0.0

在您的项目根文件夹中运行 flutter packages get (或者在编辑器中点击 “Packages Get”) 以在项目中使用这些新的依赖项.

以json_serializable的方式创建model类

让我们看看如何将我们的User类转换为一个json_serializable。为了简单起见，我们使用前面示例中的简化JSON model。

user.dart

import 'package:json_annotation/json_annotation.dart';

// user.g.dart 将在我们运行生成命令后自动生成
part 'user.g.dart';

///这个标注是告诉生成器，这个类是需要生成Model类的
@JsonSerializable()

class User{
  User(this.name, this.email);

  String name;
  String email;
  //不同的类使用不同的mixin即可
  factory User.fromJson(Map<String, dynamic> json) => _$UserFromJson(json);
  Map<String, dynamic> toJson() => _$UserToJson(this);
}

有了这个设置，源码生成器将生成用于序列化name和email字段的JSON代码。

如果需要，自定义命名策略也很容易。例如，如果我们正在使用的API返回带有_snake_case_的对象，但我们想在我们的模型中使用_lowerCamelCase_， 那么我们可以使用@JsonKey标注：

/// Tell json_serializable that "registration_date_millis" should be
/// mapped to this property.
@JsonKey(name: 'registration_date_millis')
final int registrationDateMillis;

运行代码生成程序

json_serializable第一次创建类时，您会看到与下图类似的错误。

这些错误是完全正常的，这是因为model类的生成代码还不存在。为了解决这个问题，我们必须运行代码生成器来为我们生成序列化模板。

There are two ways of running the code generator. 有两种运行代码生成器的方法：

一次性生成

通过在我们的项目根目录下运行flutter packages pub run build_runner build，我们可以在需要时为我们的model生成json序列化代码。 这触发了一次性构建，它通过我们的源文件，挑选相关的并为它们生成必要的序列化代码。

虽然这非常方便，但如果我们不需要每次在model类中进行更改时都要手动运行构建命令的话会更好。

持续生成

使用_watcher_可以使我们的源代码生成的过程更加方便。它会监视我们项目中文件的变化，并在需要时自动构建必要的文件。我们可以通过flutter packages pub run build_runner watch在项目根目录下运行来启动_watcher_。

只需启动一次观察器，然后并让它在后台运行，这是安全的。

使用json_serializable模型

要通过json_serializable方式反序列化JSON字符串，我们不需要对先前的代码进行任何更改。

Map userMap = JSON.decode(json);
var user = new User.fromJson(userMap);

序列化也一样。调用API与之前相同。

String json = JSON.encode(user);

有了json_serializable，我们可以在User类上忘记任何手动的JSON序列化 。源代码生成器创建一个名为user.g.dart的文件，它具有所有必需的序列化逻辑。 现在，我们不必编写自动化测试来确保序列化的正常工作 - 这个库会确保序列化工作正常。

一些参考

• Json编解码文档
• The json_serializable package in Pub
• json_serializable examples in GitHub
• Discussion about dart:mirrors in Flutter