从 Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json

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所属分类:.NET技术
摘要

System.Text.Json 是 .NET Core 3 及以上版本内置的 Json 序列化组件,刚推出的时候经常看到踩各种坑的吐槽,现在经过几个版本的迭代优化,提升了易用性,修复了各种问题,是时候考虑使用 System.Text.Json 了。本文将从使用层面来进行对比。


一.写在前面

System.Text.Json 是 .NET Core 3 及以上版本内置的 Json 序列化组件,刚推出的时候经常看到踩各种坑的吐槽,现在经过几个版本的迭代优化,提升了易用性,修复了各种问题,是时候考虑使用 System.Text.Json 了。本文将从使用层面来进行对比。

System.Text.Json 在默认情况下十分严格,避免进行任何猜测或解释,强调确定性行为。比如:字符串默认转义,默认不允许尾随逗号,默认不允许带引号的数字等,不允许单引号或者不带引号的属性名称和字符串值。 该库是为了实现性能和安全性而特意这样设计的。Newtonsoft.Json 默认情况下十分灵活。

关于性能,参考 Incerry 的性能测试:.NET性能系列文章二:Newtonsoft.Json vs. System.Text.Json ,如果打算使用 .NET 7 不妨考虑一下 System.Text.Json。

Newtonsoft.Json 使用 13.0.2 版本,基于 .NET 7。

二.序列化

1.序列化

定义 Class

public class Cat {     public string? Name { get; set; }     public int Age { get; set; } } 

序列化

var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi", Age = 18 };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat)); // output: {"Name":"xiaoshi","Age":18} Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat)); // output: {"Name":"xiaoshi","Age":18} 

变化:JsonConvert.SerializeObject()->JsonSerializer.Serialize()

2.忽略属性

2.1 通用

[Newtonsoft.Json.JsonIgnore] [System.Text.Json.Serialization.JsonIgnore] public int Age { get; set; } 

输出:

var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi", Age = 18 };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat)); // output: {"Name":"xiaoshi"} Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat)); // output: {"Name":"xiaoshi"} 

变化:无

2.2 忽略所有只读属性

代码:

public class Cat {     public string? Name { get; set; }          public int Age { get;  }      public Cat(int age)     {         Age = age;     } }  var cat = new Cat(18) { Name = "xiaoshi"}; var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     IgnoreReadOnlyProperties = true, }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"Name":"xiaoshi"} 

Newtonsoft.Json 需要自定义 ContractResolver 才能实现:https://stackoverflow.com/questions/45010583

2.3 忽略所有 null 属性

代码:

var cat = new Cat() { Name = null,Age = 18};  var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     NullValueHandling =NullValueHandling.Ignore };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"Name":"xiaoshi"}   var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"Name":"xiaoshi"} 

默认情况下两者都是不忽略的,需要自行设置

2.4 忽略所有默认值属性

代码:

var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0};  var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     DefaultValueHandling = DefaultValueHandling.Ignore };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"Name":"xiaoshi"}   var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingDefault }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"Name":"xiaoshi"} 

不管是引用类型还是值类型都具有默认值,引用类型为 null,int 类型为 0。

两者都支持此功能。

3.大小写

默认情况下两者序列化都是 Pascal 命名,及首字母大写,在 JavaScript 以及 Java 等语言中默认是使用驼峰命名,所以在实际业务中是离不开使用驼峰的。

代码:

var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0};  var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver() };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"name":"xiaoshi","age":0}   var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase, }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"name":"xiaoshi","age":0} 

4.字符串转义

System.Text.Json 默认会对非 ASCII 字符进行转义,会将它们替换为 uxxxx,其中 xxxx 为字符的 Unicode 代码。这是为了安全而考虑(XSS 攻击等),会执行严格的字符转义。而 Newtonsoft.Json 默认则不会转义。

默认:

var cat = new Cat() { Name = "小时",Age = 0};  var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver() };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"name":"小时","age":0}   var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase, }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"name":"u5C0Fu65F6","age":0}  

System.Text.Json 关闭转义:

var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,     Encoder = JavaScriptEncoder.UnsafeRelaxedJsonEscaping, }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"name":"小时","age":0} 

Newtonsoft.Json 开启转义:

var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),     StringEscapeHandling = StringEscapeHandling.EscapeNonAscii };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"name":"u5c0fu65f6","age":0} 

详细说明:如何使用 System.Text.Json 自定义字符编码

5.自定义转换器

自定义转换器 Converter,是我们比较常用的功能,以自定义 Converter 来输出特定的日期格式为例。

Newtonsoft.Json:

public class CustomDateTimeConverter : IsoDateTimeConverter {     public CustomDateTimeConverter()     {         DateTimeFormat = "yyyy-MM-dd";     }      public CustomDateTimeConverter(string format)     {         DateTimeFormat = format;     } }  // test var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),     Converters = new List<JsonConverter>() { new CustomDateTimeConverter() } };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"name":"xiaoshi","now":"2023-02-13","age":0} 

System.Text.Json:

public class CustomDateTimeConverter : JsonConverter<DateTime> {     public override DateTime Read(         ref Utf8JsonReader reader,         Type typeToConvert,         JsonSerializerOptions options) =>         DateTime.ParseExact(reader.GetString()!,             "yyyy-MM-dd", CultureInfo.InvariantCulture);      public override void Write(         Utf8JsonWriter writer,         DateTime dateTimeValue,         JsonSerializerOptions options) =>         writer.WriteStringValue(dateTimeValue.ToString(             "yyyy-MM-dd", CultureInfo.InvariantCulture)); }  // test var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,     Converters = { new CustomDateTimeConverter() } }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"name":"xiaoshi","age":0,"now":"2023-02-13"} 

两者的使用方法都是差不多的,只是注册优先级有所不同。

Newtonsoft.Json:属性上的特性>类型上的特性>Converters 集合

System.Text.Json:属性上的特性>Converters 集合>类型上的特性

官方文档:如何编写用于 JSON 序列化的自定义转换器

6.循环引用

有如下定义:

public class Cat {      public string? Name { get; set; }      public int Age { get; set; }          public Cat Child { get; set; }          public Cat Parent { get; set; } }  var cat1 = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0}; var cat2 = new Cat() { Name = "xiaomao",Age = 0};  cat1.Child = cat2; cat2.Parent = cat1; 

序列化 cat1 默认两者都会抛出异常,如何解决?

Newtonsoft.Json:

var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),     ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore, };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat1,op)); 

设置 ReferenceLoopHandling.Ignore 即可。

System.Text.Json:

var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,     ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles }; Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat1, options)); 

等效设置

System.Text.Json Newtonsoft.Json
ReferenceHandler = ReferenceHandler.Preserve PreserveReferencesHandling=PreserveReferencesHandling.All
ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore

详细说明:如何在 System.Text.Json 中保留引用

8.支持字段(Field)

在序列化和反序列时支持字段,字段不能定义为 private。

public class Cat {      public string? Name { get; set; }      public int _age;      public Cat()     {         _age = 13;     } }  var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(), };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output: {"_age":13,"name":"xiaoshi"}  var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,     IncludeFields = true // 或者 JsonIncludeAttribute };   Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output: {"name":"xiaoshi","_age":13} 

System.Text.Json 默认不支持直接序列化和反序列化字段,需要设置 IncludeFields = true或者 JsonIncludeAttribute 特性。

8.顺序

自定义属性在 Json 输出中的顺序:

public class Cat {      public string? Name { get; set; }      [System.Text.Json.Serialization.JsonPropertyOrder(0)]     [Newtonsoft.Json.JsonProperty(Order = 0)]     public int Age { get; set; } } 

System.Text.Json 使用 JsonPropertyOrder,Newtonsoft.Json 使用 JsonProperty(Order)

9.字节数组

Newtonsoft.Json 不支持直接序列化为字节数组,System.Text.Json 支持直接序列化为 UTF-8 字节数组。

System.Text.Json:

var bytes = JsonSerializer.SerializeToUtf8Bytes(cat) 

序列化为 UTF-8 字节数组比使用基于字符串的方法大约快 5-10%。

10.重命名

public class Cat {      public string? Name { get; set; }      [System.Text.Json.Serialization.JsonPropertyName("catAge")]     [Newtonsoft.Json.JsonProperty("catAge")]     public int Age { get; set; } } 

重命名 Json 属性名称,System.Text.Json 使用 JsonPropertyName,Newtonsoft.Json 使用 JsonProperty

11.缩进

Newtonsoft.Json:

var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(),     // this option     Formatting = Newtonsoft.Json.Formatting.Indented, };  Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op)); // output:  // { //     "name": "xiaoshi", //     "catAge": 0 // } 

System.Text.Json

var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,     // this option     WriteIndented = true, };   Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options)); // output:  // { //     "name": "xiaoshi", //     "catAge": 0 // } 

三.反序列化

1.反序列化

定义:

public class Cat {     public string? Name { get; set; }     public int Age { get; set; } }  var json = """{"name":"xiaoshi","age":16} """; Cat cat; 

Newtonsoft.Json:

var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings() {     ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(), };  cat=Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<Cat>(json, op);  Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}"); // output: CatName xiaoshi, Age 16 

System.Text.Json:

var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase, };  cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);  Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}"); // output: CatName xiaoshi, Age 16 

变化 JsonConvert.DeserializeObject->JsonSerializer.Deserialize

2.允许注释

在反序列化过程中,Newtonsoft.Json 在默认情况下会忽略 JSON 中的注释。 System.Text.Json 默认是对注释引发异常,因为 System.Text.Json 规范不包含它们。

var json = """ {     "name": "xiaoshi", // cat name     "age": 16 } """; Cat cat;  var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,     // 不设置会引发异常     ReadCommentHandling = System.Text.Json.JsonCommentHandling.Skip, };  cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);  Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}"); // output: CatName xiaoshi, Age 16 

设置 ReadCommentHandling=JsonCommentHandling.Skip即可忽略注释。

详细说明:如何使用 System.Text.Json 支持某种无效的 JSON

3.尾随逗号

尾随逗号即 Json 末尾为逗号:

无尾随逗号:

{     "name": "xiaoshi",     "age": 16 } 

有尾随逗号:

{     "name": "xiaoshi",     "age": 16, } 

System.Text.Json 默认对尾随逗号引发异常,可以通过 AllowTrailingCommas = true 来设置

var json = """ {     "name": "xiaoshi",     "age": 16, } """;  Cat cat;    var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,     AllowTrailingCommas = true, };  cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);  Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}"); // output: CatName xiaoshi, Age 16 

尾随逗号一般和允许注释一起使用,因为行注释必须写在引号以后。

4.带引号数字

在标准 Json 里,数字类型是不带引号的,如:{"Name":"xiaoshi","Age":18},但有时我们可能会遇到不标准的异类,Newtonsoft.Json 默认是支持直接反序列化为数字类型的,而 System.Text.Json 基于严格的标准出发,默认不支持,但是可配置。

var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions {     PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,     NumberHandling = JsonNumberHandling.AllowReadingFromString };  // C# 11 原始字符串 var json="""{"name":"xiaoshi","age":"13"}""";  Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json, options).Age); // output: 13 

设置 NumberHandling = JsonNumberHandling.AllowReadingFromString 即可。

5.Json DOM

不直接反序列化为对象,比如 Newtonsoft.Json 里的 JObject.Parse。在 System.Text.Json 里可以使用 JsonNode、JsonDocument、JsonObject 等。

详细说明:如何在 System.Text.Json 中使用 JSON DOM、Utf8JsonReader 和 Utf8JsonWriter

6.JsonConstructor

通过 JsonConstructor 特性指定使用的反序列化构造方法,两者是一致的。

四.无法满足的场景

官方给出了对比 Newtonsoft.Json 没有直接支持的功能,但是可以通过自定义 Converter 来支持。如果需要依赖这部分功能,那么在迁移过程中需要进行代码更改。

Newtonsoft.Json System.Text.Json
支持范围广泛的类型 ⚠️ ⚠
将推断类型反序列化为 object 属性 ⚠️ ⚠
将 JSON null 文本反序列化为不可为 null 的值类型 ⚠️ ⚠
DateTimeZoneHandlingDateFormatString 设置 ⚠️ ⚠
JsonConvert.PopulateObject 方法 ⚠️ ⚠
ObjectCreationHandling 全局设置 ⚠️ ⚠
在不带 setter 的情况下添加到集合 ⚠️ ⚠
对属性名称采用蛇形命名法 ⚠️ ⚠

以下功能 System.Text.Json 不支持:

Newtonsoft.Json System.Text.Json
支持 System.Runtime.Serialization 特性 ❌❌
MissingMemberHandling 全局设置 ❌❌
允许不带引号的属性名称 ❌❌
字符串值前后允许单引号 ❌❌
对字符串属性允许非字符串 JSON 值 ❌❌
TypeNameHandling.All 全局设置 ❌❌
支持 JsonPath 查询 ❌❌
可配置的限制 ❌❌

五.结束

在 Ms Learn(Docs) 和 Google 之间频繁切换写完了这篇文章,希望对大家在从 Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json 有所帮助。就我个人而言我是打算使用 System.Text.Json 了。

参考资料