从Newtonsoft.Json迁移到 System.Text.Json不简单

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":"\u5C0F\u65F6","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":"\u5c0f\u65f6","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;    }}// testvar 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));}// testvar 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.JsonNewtonsoft.Json
ReferenceHandler = ReferenceHandler.PreservePreserveReferencesHandling=PreserveReferencesHandling.All
ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCyclesReferenceLoopHandling = 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.Jsonvar 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.JsonSystem.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.JsonSystem.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

  • 从 Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json

  • .NET性能系列文章二:Newtonsoft.Json vs. System.Text.Json)

  • 如何使用 C# 对 JSON 进行序列化和反序列化