每棵大樹，都曾只是一粒種子。本文已被 https://www.yourbatman.cn 收錄，裡面一併有Spring技術棧、MyBatis、JVM、中介軟體等小而美的專欄供以免費學習。關注公眾號【BAT的烏托邦】逐個擊破，深入掌握，拒絕淺嘗輒止。
✍前言
你好，我是YourBatman。
上篇文章 體驗了一把ObjectMapper在資料繫結方面的應用，用起來還是蠻方便的有木有，為啥不少人說它難用呢，著實費解。我群裡問了問，主要原因是它不是靜態方法呼叫，並且方法名取得不那麼見名之意......
雖然ObjectMapper在資料繫結上既可以處理簡單型別（如Integer、List、Map等），也能處理完全型別（如POJO），看似無所不能。但是，若有如下場景它依舊不太好實現：
- 碩大的JSON串中我只想要某一個（某幾個）屬性的值而已
- 臨時使用，我並不想建立一個POJO與之對應，只想直接使用值即可（型別轉換什麼的我自己來就好）
- 資料結構高度動態化
為了解決這些問題，Jackson提供了強大的樹模型 API供以使用，這也就是本文的主要的內容。
小貼士：樹模型雖然是jackson-core模組裡定義的，但是是由jackson-databind高階模組提供的實現
版本約定
- Jackson版本：
2.11.0 - Spring Framework版本：
5.2.6.RELEASE - Spring Boot版本：
2.3.0.RELEASE
✍正文
樹模型可能比資料繫結更方便，更靈活。特別是在結構高度動態或者不能很好地對映到Java類的情況下，它就顯得更有價值了。
樹模型
樹模型是JSON資料記憶體樹的表示形式，這是最靈活的方法，它就類似於XML的DOM解析器。Jackson提供了樹模型API來生成和解析 JSON串，主要用到如下三個核心類：
JsonNodeFactory：顧名思義，用來構造各種JsonNode節點的工廠。例如物件節點ObjectNode、陣列節點ArrayNode等等JsonNode：表示json節點。可以往裡面塞值，從而最終構造出一顆json樹ObjectMapper：實現JsonNode和JSON字串的互轉
這裡有個萌新的概念：JsonNode。它貫穿於整個樹模型中，所以有必要先來認識它。
JsonNode
JSON節點，可類比XML的DOM樹節點結構來輔助理解。JsonNode是所有JSON節點的基類，它是一個抽象類，它有一個較大的特點：絕大多數的get方法均放在了此抽象類裡（即使它沒有實現），目的是：在不進行型別強制轉換的情況下遍歷結構。但是，大多數的修改方法都必須通過特定的子類型別去呼叫，這其實是合理的。因為在構建/修改某個Node節點時，型別型別資訊一般是明確的，而在讀取Node節點時大多數時候並不 太關心節點型別。
多個JsonNode節點構成Jackson實現的JSON樹模型的基礎，它是流式API中com.fasterxml.jackson.core.TreeNode介面的實現，同時它還實現了Iterable迭代器介面。
public abstract class JsonNode extends JsonSerializable.Base
implements TreeNode, Iterable<JsonNode> {
...
}
JsonNode的繼承圖譜如下（部分）：
一目瞭然了吧，基本上每個資料型別都會有一個JsonNode的實現型別對應。譬如陣列節點ArrayNode、數字節點NumericNode等等。
一般情況下，我們並不需要通過new關鍵字去構建一個JsonNode例項，而是藉助JsonNodeFactory工廠來做。
JsonNodeFactory
構建JsonNode工廠類。話不多說，用幾個例子跑一跑。
值型別節點（ValueNode）
此類節點均為ValueNode的子類，特點是：一個節點表示一個值。
@Test
public void test1() {
JsonNodeFactory factory = JsonNodeFactory.instance;
System.out.println("------ValueNode值節點示例------");
// 數字節點
JsonNode node = factory.numberNode(1);
System.out.println(node.isNumber() + ":" + node.intValue());
// null節點
node = factory.nullNode();
System.out.println(node.isNull() + ":" + node.asText());
// missing節點
node = factory.missingNode();
System.out.println(node.isMissingNode() + "_" + node.asText());
// POJONode節點
node = factory.pojoNode(new Person("YourBatman", 18));
System.out.println(node.isPojo() + ":" + node.asText());
System.out.println("---" + node.isValueNode() + "---");
}
執行程式，輸出：
------ValueNode值節點示例------
true:1
true:null
true_
true:Person(name=YourBatman, age=18)
---true---
容器型別節點（ContainerNode）
此類節點均為ContainerNode的子類，特點是：本節點代表一個容器，裡面可以裝任何其它節點。
Java中容器有兩種：Map和Collection。對應的Jackson也提供了兩種容器節點用於表述此類資料結構：
ObjectNode：類比Map，採用K-V結構儲存。比如一個JSON結構，根節點 就是一個ObjectNodeArrayNode：類比Collection、陣列。裡面可以放置任何節點
下面用示例感受一下它們的使用：
@Test
public void test2() {
JsonNodeFactory factory = JsonNodeFactory.instance;
System.out.println("------構建一個JSON結構資料------");
ObjectNode rootNode = factory.objectNode();
// 新增普通值節點
rootNode.put("zhName", "A哥"); // 效果完全同：rootNode.set("zhName", factory.textNode("A哥"))
rootNode.put("enName", "YourBatman");
rootNode.put("age", 18);
// 新增陣列容器節點
ArrayNode arrayNode = factory.arrayNode();
arrayNode.add("java")
.add("javascript")
.add("python");
rootNode.set("languages", arrayNode);
// 新增物件節點
ObjectNode dogNode = factory.objectNode();
dogNode.put("name", "大黃")
.put("age", 3);
rootNode.set("dog", dogNode);
System.out.println(rootNode);
System.out.println(rootNode.get("dog").get("name"));
}
執行程式，輸出：
------構建一個JSON結構資料------
{"zhName":"A哥","enName":"YourBatman","age":18,"languages":["java","javascript","python"],"dog":{"name":"大黃","age":3}}
"大黃"
ObjectMapper中的樹模型
樹模型其實是底層流式API所提出和支援的，典型API便是com.fasterxml.jackson.core.TreeNode。但通過前面文章的示例講解可以知道：底層流式API僅定義了介面而並未提供任何實現，甚至半成品都算不上。所以說要使用Jackson的樹模型還得看ObjectMapper，它提供了TreeNode等API的完整實現。
不乏很多小夥伴對ObjectMapper的樹模型是一知半解的，甚至從來都沒有用過，其實它是非常靈活和強大的。有了上面的基礎示例做支撐，再來了解它的實現就得心應手多了。
ObjectMapper中提供了樹模型(tree model) API 來生成和解析 json 字串。如果你不想為你的 json 結構單獨建類與之對應的話，則可以選擇該 API，如下圖所示：
ObjectMapper在讀取JSON後提供指向樹的根節點的指標， 根節點可用於遍歷完整的樹。 同樣的，我們可從讀（反序列化）、寫（序列化）兩個方面來展開。
寫（序列化）
將Object寫為JsonNode，ObjectMapper給我們提供了三個實用API倆操作它：
1、valueToTree(Object)
該方法屬相對較為常用：將任意物件（包括null）寫為一個JsonNode樹模型。功能上類似於先將Object序列化為JSON串，再讀為JsonNode，但很明顯這樣一步到位更加高效。
小貼士：高效不代表效能高，因為其內部實現好還是呼叫了
readTree()方法的
@Test
public void test1() {
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
Person person = new Person();
person.setName("YourBatman");
person.setAge(18);
person.setDog(new Person.Dog("旺財", 3));
JsonNode node = mapper.valueToTree(person);
System.out.println(person);
// 遍歷列印所有屬性
Iterator<JsonNode> it = node.iterator();
while (it.hasNext()) {
JsonNode nextNode = it.next();
if (nextNode.isContainerNode()) {
if (nextNode.isObject()) {
System.out.println("狗的屬性：：：");
System.out.println(nextNode.get("name"));
System.out.println(nextNode.get("age"));
}
} else {
System.out.println(nextNode.asText());
}
}
// 直接獲取
System.out.println("---------------------------------------");
System.out.println(node.get("dog").get("name"));
System.out.println(node.get("dog").get("age"));
}
執行程式，控制檯輸出：
Person(name=YourBatman, age=18, dog=Person.Dog(name=旺財, age=3))
YourBatman
18
狗的屬性：：：
"旺財"
3
---------------------------------------
"旺財"
3
對於JsonNode在這裡補充一個要點：讀取其屬性，你既可以用迭代器遍歷，也可以根據key（屬性）直接獲取，是不是和Map的使用幾乎一毛一樣？
2、writeTree(JsonGenerator, JsonNode)
顧名思義：將一個JsonNode使用JsonGenerator寫到輸出流裡，此方法直接使用到了JsonGenerator這個API，靈活度槓槓的，但相對偏底層，本處仍舊給個示例玩玩吧（底層API更多詳解，請參見本系列前面幾篇文章）：
@Test
public void test2() throws IOException {
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
JsonFactory factory = new JsonFactory();
try (JsonGenerator jsonGenerator = factory.createGenerator(System.err, JsonEncoding.UTF8)) {
// 1、得到一個jsonNode（為了方便我直接用上面API生成了哈）
Person person = new Person();
person.setName("YourBatman");
person.setAge(18);
JsonNode jsonNode = mapper.valueToTree(person);
// 使用JsonGenerator寫到輸出流
mapper.writeTree(jsonGenerator, jsonNode);
}
}
執行程式，控制檯輸出：
{"name":"YourBatman","age":18,"dog":null}
3、writeTree(JsonGenerator,TreeNode)
JsonNode是TreeNode的實現類，上面方法已經給出了使用示例，所以本方法不在贅述你應該不會有意見了吧。
讀（反序列化）
將一個資源（如字串）讀取為一個JsonNode樹模型。
這是典型的方法過載設計，API更加友好，所有方法底層均為_readTreeAndClose()這個protected方法，可謂“萬劍歸宗”。
下面以最為常見的：讀取JSON字串為例，其它的舉一反三即可。
@Test
public void test3() throws IOException {
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
String jsonStr = "{\"name\":\"YourBatman\",\"age\":18,\"dog\":null}";
// 直接對映為一個實體物件
// mapper.readValue(jsonStr, Person.class);
// 讀取為一個樹模型
JsonNode node = mapper.readTree(jsonStr);
// ... 略
}
至於底層_readTreeAndClose(JsonParser)方法的具體實現，就有得撈了。不過鑑於它過於枯燥和稍有些燒腦，後面撰有專文詳解，有興趣可持續關注。
場景演練
理論和示例講完了，光說不練假把式，下面A哥根據經驗，舉兩個樹模型的實際使用示例供你參考。
1、偌大JSON串中僅需1個值
這種場景其實還蠻常見的，比如有個很經典的場景便是在MQ消費中：生產者一般會恨不得把它能吐出來的屬性儘可能都扔出來，但對於不同的消費者而言它們的所需往往是不一樣的：
- 需要較多的屬性值，這時候用完全資料繫結轉換成POJO來操作更為方便和合理
- 需要1個(較少)的屬性值，這時候“殺雞豈能用牛刀”呢，這種case使用樹模型來做就顯得更為優雅和高效了
譬如，生產者生產的訊息JSON串如下（模擬資料，總之你就當做它屬性很多、巢狀很深就對了）：
{"name":"YourBatman","age":18,"dog":{"name":"旺財","color":"WHITE"},"hobbies":["籃球","football"]}
這時候，我僅關心狗的顏色，腫麼辦呢？相信你已經想到了：樹模型
@Test
public void test4() throws IOException {
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
String jsonStr = "{\"name\":\"YourBatman\",\"age\":18,\"dog\":{\"name\":\"旺財\",\"color\":\"WHITE\"},\"hobbies\":[\"籃球\",\"football\"]}";
JsonNode node = mapper.readTree(jsonStr);
System.out.println(node.get("dog").get("color").asText());
}
執行程式，控制檯輸出：WHITE，目標達成。值得注意的是：如果node.get("dog")沒有這個節點(或者值為null)，是會丟擲NPE異常的，因此請你自己保證程式碼的健壯性。
當你不想建立一個Java Bean與JSON屬性相對應時，樹模型的所見即所得特性就很好解決了這個問題。
2、資料結構高度動態化
當資料結構高度動態化（隨時可能新增、刪除節點）時，使用樹模型去處理是一個較好的方案（穩定之後再轉為Java Bean即可）。這主要是利用了樹模型它具有動態可擴充套件的特性，滿足我們日益變化的結構：
@Test
public void test5() throws JsonProcessingException {
String jsonStr = "{\"name\":\"YourBatman\",\"age\":18}";
JsonNode node = new ObjectMapper().readTree(jsonStr);
System.out.println("-------------向結構裡動態新增節點------------");
// 動態新增一個myDiy節點，並且該節點還是ObjectNode節點
((ObjectNode) node).with("myDiy").put("contry", "China");
System.out.println(node);
}
執行程式，控制檯輸出：
-------------向結構裡動態新增節點------------
{"name":"YourBatman","age":18,"myDiy":{"contry":"China"}}
說白了，也沒啥特殊的。拿到一個JsonNode後你可以任意的造它，就像Map<Object,Object>一樣~
✍總結
樹模型(tree model) API比Jackson 流式(Streaming) API 簡單了很多，不管是生成 json字串還是解析json字串。但是相對於自動化的資料繫結而言還是比較複雜的。
樹模型(tree model) API在只需要取出一個大json串中的幾個值時比較方便。如果json中每個（大部分）值都需要獲得，那麼這種方式便顯得比較繁瑣了。因此在實際應用中具體問題具體分析，但是，Jackson的樹模型你必須得掌握。