原标题：做一次面向对象的体操：将 JSON 字符串转换为嵌套对象的一种方法
来源：琴水玉 ，
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背景与问题
在 《一个略复杂的数据映射聚合例子及代码重构》 一文中，将一个JSON字符串转成了所需要的订单信息Map。尽管做了代码重构和配置化，过程式的代码仍然显得晦涩难懂，并且客户端使用Map也非常难受。
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能不能把这个JSON串转成相应的对象，更易于使用呢？ 为了方便讲解，这里重复写下JSON串。
{ "item:s_id:18006666": "1024", "item:s_id:18008888": "1024", "item:g_id:18006666": "6666", "item:g_id:18008888": "8888", "item:num:18008888": "8", "item:num:18006666": "6", "item:item_core_id:18006666": "9876666", "item:item_core_id:18008888": "9878888", "item:order_no:18006666": "E1013174712025", "item:order_no:18008888": "E1013174712025", "item:id:18008888": "18008888", "item:id:18006666": "18006666", "item_core:num:9878888": "8", "item_core:num:9876666": "6", "item_core:id:9876666": "9876666", "item_core:id:9878888": "9878888", "item_price:item_id:1000": "9876666", "item_price:item_id:2000": "9878888", "item_price:price:1000": "100", "item_price:price:2000": "200", "item_price:id:2000": "2000", "item_price:id:1000": "1000", "item_price_change_log:id:1111": "1111", "item_price_change_log:id:2222": "2222", "item_price_change_log:item_id:1111": "9876666", "item_price_change_log:item_id:2222": "9878888", "item_price_change_log:detail:1111": "haha1111", "item_price_change_log:detail:2222": "haha2222", "item_price_change_log:id:3333": "3333", "item_price_change_log:id:4444": "4444", "item_price_change_log:item_id:3333": "9876666", "item_price_change_log:item_id:4444": "9878888", "item_price_change_log:detail:3333": "haha3333", "item_price_change_log:detail:4444": "haha4444"}
思路与实现
要解决这个问题，需要有一个清晰的思路。
首先，需要知道应该转成怎样的目标对象。
其次，需要找到一种方法，建立从JSON串到目标对象的桥梁。
推断目标对象
仔细观察可知，每个 key 都是 tablename:field:id 组成，其中 table:id 相同的可以构成一个对象的数据； 此外，不同的tablename 对应不同的对象，而这些对象之间可以通过相同的 itemId 关联。
根据对JSON字符串的仔细分析(尤其是字段的关联性)，可以知道： 目标对象应该类似如下嵌套对象：
@Getter@Setterpublic class ItemCore { private String id; private String num; private Item item; private ItemPrice itemPrice; private List itemPriceChangeLogs;}@Getter@Setterpublic class Item { private String sId; private String gId; private String num; private String orderNo; private String id; private String itemCoreId;}@Getter@Setterpublic class ItemPrice { private String itemId; private String price; private String id;}@Getter@Setterpublic class ItemPriceChangeLog { private String id; private String itemId; private String detail;}
注意到，对象里的属性是驼峰式，JSON串里的字段是下划线，遵循各自领域内的命名惯例。这里需要用到一个函数，将Map的key从下划线转成驼峰。这个方法在 《Java实现递归将嵌套Map里的字段名由驼峰转为下划线》 给出。
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明确了目标对象，就成功了 30%。 接下来，需要找到一种方法，从指定字符串转换到这个对象。
算法设计
由于 JSON 并不是与对象结构对应的嵌套结构。需要先转成容易处理的Map对象。这里的一种思路是，
STEP1: 将 table:id 相同的字段及值分组聚合，得到 Map[tablename:id, mapForKey[field, value]]；
STEP2: 将每个 mapForKey[field, value] 转成 tablename 对应的单个对象 Item, ItemCore, ItemPrice, ItemPriceChangeLog；
STEP3: 然后根据 itemId 来关联这些对象，组成最终对象。
代码实现
package zzz.study.algorithm.object;import com.alibaba.fastjson.JSON;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.HashSet;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.Set;import java.util.stream.Collectors;import zzz.study.datastructure.map.TransferUtil;import static zzz.study.utils.BeanUtil.map2Bean;public class MapToObject { private static final String json = "{n" + " "item:s_id:18006666": "1024",n" + " "item:s_id:18008888": "1024",n" + " "item:g_id:18006666": "6666",n" + " "item:g_id:18008888": "8888",n" + " "item:num:18008888": "8",n" + " "item:num:18006666": "6",n" + " "item:item_core_id:18006666": "9876666",n" + " "item:item_core_id:18008888": "9878888",n" + " "item:order_no:18006666": "E1013174712025",n" + " "item:order_no:18008888": "E1013174712025",n" + " "item:id:18008888": "18008888",n" + " "item:id:18006666": "18006666",n" + " n" + " "item_core:num:9878888": "8",n" + " "item_core:num:9876666": "6",n" + " "item_core:id:9876666": "9876666",n" + " "item_core:id:9878888": "9878888",n" + "n" + " "item_price:item_id:1000": "9876666",n" + " "item_price:item_id:2000": "9878888",n" + " "item_price:price:1000": "100",n" + " "item_price:price:2000": "200",n" + " "item_price:id:2000": "2000",n" + " "item_price:id:1000": "1000",n" + "n" + " "item_price_change_log:id:1111": "1111",n" + " "item_price_change_log:id:2222": "2222",n" + " "item_price_change_log:item_id:1111": "9876666",n" + " "item_price_change_log:item_id:2222": "9878888",n" + " "item_price_change_log:detail:1111": "haha1111",n" + " "item_price_change_log:detail:2222": "haha2222",n" + " "item_price_change_log:id:3333": "3333",n" + " "item_price_change_log:id:4444": "4444",n" + " "item_price_change_log:item_id:3333": "9876666",n" + " "item_price_change_log:item_id:4444": "9878888",n" + " "item_price_change_log:detail:3333": "haha3333",n" + " "item_price_change_log:detail:4444": "haha4444"n" + "}"; public static void main(String[] args) { Order order = transferOrder(json); System.out.println(JSON.toJSONString(order)); } public static Order transferOrder(String json) { return relate(underline2camelForMap(group(json))); } /** * 转换成 Map[tablename:id => Map["field": value]] */ public static Map> group(String json) { Map map = JSON.parseObject(json); Map> groupedMaps = new HashMap(); map.forEach( (keyInJson, value) -> { TableField tableField = TableField.buildFrom(keyInJson); String key = tableField.getTablename() + ":" + tableField.getId(); Map mapForKey = groupedMaps.getOrDefault(key, new HashMap<>()); mapForKey.put(tableField.getField(), value); groupedMaps.put(key, mapForKey); } ); return groupedMaps; } public static Map> underline2camelForMap(Map> underlined) { Map> groupedMapsCamel = new HashMap<>(); Set ignoreSets = new HashSet(); underlined.forEach( (key, mapForKey) -> { Map keytoCamel = TransferUtil.generalMapProcess(mapForKey, TransferUtil::underlineToCamel, ignoreSets); groupedMapsCamel.put(key, keytoCamel); } ); return groupedMapsCamel; } /** * 将分组后的子map先转成相应单个对象，再按照某个key值进行关联 */ public static Order relate(Map> groupedMaps) { List items = new ArrayList<>(); List itemCores = new ArrayList<>(); List itemPrices = new ArrayList<>(); List itemPriceChangeLogs = new ArrayList<>(); groupedMaps.forEach( (key, mapForKey) -> { if (key.startsWith("item:")) { items.add(map2Bean(mapForKey, Item.class)); } else if (key.startsWith("item_core:")) { itemCores.add(map2Bean(mapForKey, ItemCore.class)); } else if (key.startsWith("item_price:")) { itemPrices.add(map2Bean(mapForKey, ItemPrice.class)); } else if (key.startsWith("item_price_change_log:")) { itemPriceChangeLogs.add(map2Bean(mapForKey, ItemPriceChangeLog.class)); } } ); Map> itemMap = items.stream().collect(Collectors.groupingBy( Item::getItemCoreId )); Map> itemPriceMap = itemPrices.stream().collect(Collectors.groupingBy( ItemPrice::getItemId )); Map> itemPriceChangeLogMap = itemPriceChangeLogs.stream().collect(Collectors.groupingBy( ItemPriceChangeLog::getItemId )); itemCores.forEach( itemCore -> { String itemId = itemCore.getId(); itemCore.setItem(itemMap.get(itemId).get(0)); itemCore.setItemPrice(itemPriceMap.get(itemId).get(0)); itemCore.setItemPriceChangeLogs(itemPriceChangeLogMap.get(itemId)); } ); Order order = new Order(); order.setItemCores(itemCores); return order; } } @Datapublic class TableField { String tablename; String field; String id; public TableField(String tablename, String field, String id) { this.tablename = tablename; this.field = field; this.id = id; } public static TableField buildFrom(String combined) { String[] parts = combined.split(":"); if (parts != null && parts.length == 3) { return new TableField(parts[0], parts[1], parts[2]); } throw new IllegalArgumentException(combined); }} package zzz.study.utils;import mons.beanutils.BeanUtils;import java.util.Map;public class BeanUtil { public static T map2Bean(Map map, Class c) { try { T t = c.newInstance(); BeanUtils.populate(t, map); return t; } catch (Exception ex) { throw new RuntimeException(ex.getCause()); } }}
代码重构
group的实现已经不涉及具体业务。这里重点说下 relate 实现的优化。在实现中看到了 if-elseif-elseif-else 条件分支语句。是否可以做成配置化呢？
做配置化的关键在于：将关联项表达成配置。看看 relate 的前半段，实际上就是一个套路： 匹配某个前缀 – 转换为相应的Bean – 加入相应的对象列表。 后半段，需要根据关键字段(itemCoreId)来构建对象列表的 Map 方便做关联。因此，可以提取相应的配置项： (prefix, beanClass, BeanMap, BeanKeyFunc)。这个配置项抽象成 BizObjects , 整体配置构成 objMapping 对象。 在这个基础上，可以将代码重构如下：
public static Order relate2(Map> groupedMaps) { ObjectMapping objectMapping = new ObjectMapping(); objectMapping = objectMapping.FillFrom(groupedMaps); List finalItemCoreList = objectMapping.buildFinalList(); Order order = new Order(); order.setItemCores(finalItemCoreList); return order; }
ObjectMapping.java
package zzz.study.algorithm.object;import java.util.ArrayList;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;import static zzz.study.utils.BeanUtil.map2Bean;public class ObjectMapping { Map objMapping; public ObjectMapping() { objMapping = new HashMap<>(); objMapping.put("item", new BizObjects(Item.class, new HashMap<>(), Item::getItemCoreId)); objMapping.put("item_core", new BizObjects(ItemCore.class, new HashMap<>(), ItemCore::getId)); objMapping.put("item_price", new BizObjects(ItemPrice.class, new HashMap<>(), ItemPrice::getItemId)); objMapping.put("item_price_change_log", new BizObjects(ItemPriceChangeLog.class, new HashMap<>(), ItemPriceChangeLog::getItemId)); } public ObjectMapping FillFrom(Map> groupedMaps) { groupedMaps.forEach( (key, mapForKey) -> { String prefixOfKey = key.split(":")[0]; BizObjects bizObjects = objMapping.get(prefixOfKey); bizObjects.add(map2Bean(mapForKey, bizObjects.getObjectClass())); } ); return this; } public List buildFinalList() { Map> itemCores = objMapping.get("item_core").getObjects(); List finalItemCoreList = new ArrayList<>(); itemCores.forEach( (itemCoreId, itemCoreList) -> { ItemCore itemCore = itemCoreList.get(0); itemCore.setItem((Item) objMapping.get("item").getSingle(itemCoreId)); itemCore.setItemPrice((ItemPrice) objMapping.get("item_price").getSingle(itemCoreId)); itemCore.setItemPriceChangeLogs(objMapping.get("item_price_change_log").get(itemCoreId)); finalItemCoreList.add(itemCore); } ); return finalItemCoreList; }}
BizObjects.java
package zzz.study.algorithm.object;import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.HashMap;import java.util.List;import java.util.Map;import java.util.function.Function;public class BizObjects { private Class cls; private Map> map; private Function keyFunc; public BizObjects(Class cls, Map> map, Function keyFunc) { this.cls = cls; this.map = (map != null ? map : new HashMap<>()); this.keyFunc = keyFunc; } public void add(T t) { K key = keyFunc.apply(t); List objs = map.getOrDefault(key, new ArrayList<>()); objs.add(t); map.put(key, objs); } public Class getObjectClass() { return cls; } public List get(K key) { return map.get(key); } public T getSingle(K key) { return (map != null && map.containsKey(key) && map.get(key).size() > 0) ? map.get(key).get(0) : null; } public Map> getObjects() { return Collections.unmodifiableMap(map); }}
新的实现的主要特点在于：
去掉了条件语句；
将转换为嵌套对象的重要配置与逻辑都集中到 objMapping ；
更加对象化的思维。
美中不足的是，大量使用了泛型来提高通用性，同时也牺牲了运行时安全的好处(需要强制类型转换)。 后半段关联对象，还是不够配置化，暂时没想到更好的方法。
为什么 BizObjects 里要用 Map 而不用 List 来表示多个对象呢 ？ 因为后面需要根据 itemCoreId 来关联相应对象。如果用 List , 后续还要一个单独的 buildObjMap 操作。这里添加的时候就构建 Map ，将行为集中于 BizObjects 内部管理， 为后续配置化地关联对象留下一个空间。
一个小坑
运行结果会发现，转换后的 item 对象的属性 sId, gId 的值为 null 。纳尼 ？ 这是怎么回事呢？
单步调试，运行后，会发现在 BeanUtilsBean.java 932 行有这样一行代码(用的是 commons-beanutils 的 1.9.3 版本)：
PropertyDeor deor = null; try { deor = getPropertyUtils().getPropertyDeor(target, name); if (deor == null) { return; // Skip this property setter } } catch (final NoSuchMethodException e) { return; // Skip this property setter }
当 name = “gId” 时，会获取不到 deor 直接返回。 为什么获取不到呢，因为 Item propertyDeors 缓存里的 key是 GId ，而不是 gId !
为什么 itemPropertyDeors 里的 key 是 GId 呢？ 进一步跟踪到 propertyDeors 的生成，在 Introspector.getTargetPropertyInfo 方法中，是根据属性的 getter/setter 方法来生成 propertyDeor 的 name 的。 最终定位的代码是 Introspector.decapitalize 方法：
public static String decapitalize(String name) { if (name == null || name.length() == 0) { return name; } if (name.length() > 1 && Character.isUpperCase(name.charAt(1)) && Character.isUpperCase(name.charAt(0))){ return name; } char chars[] = name.toCharArray(); chars[0] = Character.toLowerCase(chars[0]); return new String(chars); }
这里 name 是 getter/setter 方法的第四位开始的字符串。比如 gId 的 setter 方法为 setGId ，那么 name = GId 。根据这个方法得到的 name = GId ，也就是走到中间那个 if 分支了。 之所以这样，方法的解释是这样的：
This normally means converting the first * character from upper case to lower case, but in the (unusual) special * case when there is more than one character and both the first and * second characters are upper case, we leave it alone. * * Thus "FooBah" becomes "fooBah" and "X" becomes "x", but "URL" stays * as "URL".
真相大白！ 当使用 BeanUtils.populate 将 map 转为对象时，对象的属性命名要尤其注意： 第二个字母不能是大写！
收工！
小结
本文展示了一种方法， 将具有内在关联性的JSON字符串转成对应的嵌套对象。 当处理复杂业务关联的数据时，相比过程式的思维，转换为对象的视角会更容易处理和使用。返回搜狐，查看更多
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