C#.NET Newtonsoft.Json 详解
liuian 2025-08-01 18:41 3 浏览
简介
Newtonsoft.Json(又称 Json.NET)是 .NET 生态中最流行的 JSON 序列化/反序列化库,支持 .NET Framework、.NET Core、Mono、Xamarin 等多种平台。
功能丰富:自动映射对象、LINQ to JSON、JSchema 验证、自定义转换、性能可调等
核心功能与基础使用
序列化与反序列化
using Newtonsoft.Json;
// 模型类
public class Person {
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
public DateTime BirthDate { get; set; }
}
// 序列化对象到 JSON 字符串
Person person = new Person { Name = "John", Age = 30, BirthDate = new DateTime(1990, 1, 1) };
string json = JsonConvert.SerializeObject(person);
// 输出: {"Name":"John","Age":30,"BirthDate":"1990-01-01T00:00:00"}
// 反序列化 JSON 字符串到对象
Person deserializedPerson = JsonConvert.DeserializeObject<Person>(json);
// 反序列化为匿名类型
var anonymous = JsonConvert.DeserializeAnonymousType(json, new { Id = 0, Name = "", BirthDate = DateTime.MinValue });
处理集合与嵌套对象
// 序列化集合
List<Person> people = new List<Person> { person };
string jsonArray = JsonConvert.SerializeObject(people);
// 输出: [{"Name":"John","Age":30,"BirthDate":"1990-01-01T00:00:00"}]
// 嵌套对象
public class Company {
public string Name { get; set; }
public Person CEO { get; set; }
}
Company company = new Company {
Name = "Acme Corp",
CEO = person
};
string jsonWithNested = JsonConvert.SerializeObject(company);
// 输出: {"Name":"Acme Corp","CEO":{"Name":"John","Age":30,"BirthDate":"1990-01-01T00:00:00"}}
LINQ to JSON:通过 JObject、JArray 动态操作 JSON
JObject jo = JObject.Parse(json);
var name = jo["name"]?.ToString();
- 动态解析 JSON
string json = @"{""Color"":{""Red"":0.8}}";
JObject obj = JObject.Parse(json);
decimal red = obj["Color"]["Red"].Value<decimal>(); // 0.8
支持路径查询(如 obj.SelectToken("Color.Red"))
- 动态构建与修改 JSON
JObject root = new JObject();
root["Users"] = new JArray();
(root["Users"] as JArray).Add(new JObject { ["Name"] = "Bob" });
root["Users"][0]["Age"] = 25; // 修改值
root.Remove("Users"); // 删除节点
序列化设置与高级配置
格式化输出
string formattedJson = JsonConvert.SerializeObject(person, Formatting.Indented);
// 输出:
// {
// "Name": "John",
// "Age": 30,
// "BirthDate": "1990-01-01T00:00:00"
// }
忽略空值属性
var settings = new JsonSerializerSettings {
NullValueHandling = NullValueHandling.Ignore
};
Person personWithNull = new Person { Name = "Alice", Age = 0, BirthDate = null };
string jsonWithoutNulls = JsonConvert.SerializeObject(personWithNull, settings);
// 输出: {"Name":"Alice"}
日期格式自定义
var settings = new JsonSerializerSettings {
DateFormatString = "yyyy-MM-dd"
};
string jsonWithCustomDate = JsonConvert.SerializeObject(person, settings);
// 输出: {"Name":"John","Age":30,"BirthDate":"1990-01-01"}
属性重命名(CamelCase)
var settings = new JsonSerializerSettings {
ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver()
};
string jsonWithCamelCase = JsonConvert.SerializeObject(person, settings);
// 输出: {"name":"John","age":30,"birthDate":"1990-01-01T00:00:00"}
属性特性与自定义序列化
常用属性特性
public class Product {
[JsonProperty("product_id")] // 自定义 JSON 属性名
public int Id { get; set; }
[JsonIgnore] // 忽略该属性
public string Secret { get; set; }
[JsonRequired] // 反序列化时必须存在该属性
public string Name { get; set; }
[JsonConverter(typeof(StringEnumConverter))] // 自定义转换器
public ProductType Type { get; set; }
[JsonExtensionData] // 捕获额外字段
public Dictionary<string, JToken> Extra { get; set; }
}
public enum ProductType {
Book,
Electronics,
Clothing
}
自定义转换器
// 自定义日期转换器
public class CustomDateTimeConverter : JsonConverter<DateTime> {
public override DateTime ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, DateTime existingValue, bool hasExistingValue, JsonSerializer serializer) {
return DateTime.Parse(reader.Value.ToString());
}
public override void WriteJson(JsonWriter writer, DateTime value, JsonSerializer serializer) {
writer.WriteValue(value.ToString("yyyy-MM-dd"));
}
}
// 使用自定义转换器
public class Order {
[JsonConverter(typeof(CustomDateTimeConverter))]
public DateTime OrderDate { get; set; }
}
高性能与流式处理
使用 JsonTextReader/JsonTextWriter
using (var stringWriter = new StringWriter())
using (var jsonWriter = new JsonTextWriter(stringWriter)) {
jsonWriter.Formatting = Formatting.Indented;
jsonWriter.WriteStartObject();
jsonWriter.WritePropertyName("Name");
jsonWriter.WriteValue("John");
jsonWriter.WritePropertyName("Age");
jsonWriter.WriteValue(30);
jsonWriter.WriteEndObject();
string json = stringWriter.ToString();
}
// 流式读取
using (var stringReader = new StringReader(json))
using (var jsonReader = new JsonTextReader(stringReader)) {
while (jsonReader.Read()) {
Console.WriteLine(#34;Token: {jsonReader.TokenType}, Value: {jsonReader.Value}");
}
}
使用预编译序列化器
避免频繁创建 JsonSerializerSettings:复用设置实例
var serializer = JsonSerializer.CreateDefault();
serializer.TypeNameHandling = TypeNameHandling.Auto;
using (var writer = new StringWriter()) {
serializer.Serialize(writer, person);
string json = writer.ToString();
}
缓存 JsonSerializerSettings 或 JsonSerializer
private static readonly JsonSerializerSettings Settings = new JsonSerializerSettings
{
NullValueHandling = NullValueHandling.Ignore
};
处理复杂场景
处理循环引用
public class Employee {
public string Name { get; set; }
public Employee Manager { get; set; }
public List<Employee> Subordinates { get; set; }
}
// 设置引用处理
var settings = new JsonSerializerSettings {
ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore
};
string json = JsonConvert.SerializeObject(employee, settings);
多态序列化
public abstract class Animal {
public string Name { get; set; }
}
public class Dog : Animal {
public string Breed { get; set; }
}
// 使用 TypeNameHandling
var settings = new JsonSerializerSettings {
TypeNameHandling = TypeNameHandling.Auto
};
string json = JsonConvert.SerializeObject(dog, settings);
// 输出包含类型信息: {"$type":"YourNamespace.Dog, YourAssembly","Name":"Buddy","Breed":"Labrador"}
部分序列化与反序列化
// 只序列化部分属性
var settings = new JsonSerializerSettings {
ContractResolver = new DynamicContractResolver(new[] { "Name", "Age" })
};
string partialJson = JsonConvert.SerializeObject(person, settings);
// 输出: {"Name":"John","Age":30}
枚举值序列化为字符串
[JsonConverter(typeof(StringEnumConverter))]
public enum OrderStatus { Pending, Shipped }
多态类型处理
[JsonConverter(typeof(JsonSubtypes), "Type")]
[JsonSubtypes.KnownSubType(typeof(Cat), "cat")]
[JsonSubtypes.KnownSubType(typeof(Dog), "dog")]
public class Animal { public string Type { get; set; } }
全局配置与 JsonSerializerSettings
通过
JsonConvert.DefaultSettings 或在调用
SerializeObject/DeserializeObject 时传入 JsonSerializerSettings,可定制全局行为:
var settings = new JsonSerializerSettings
{
Formatting = Formatting.Indented, // 缩进输出
NullValueHandling = NullValueHandling.Ignore, // 忽略 null 值
ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore, // 循环引用忽略
MissingMemberHandling = MissingMemberHandling.Error, // 遇到多余字段抛异常
DateFormatString = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss", // 全局日期格式
ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(), // 驼峰命名
Converters = new List<JsonConverter>
{
new StringEnumConverter(), // 枚举按字符串处理
new IsoDateTimeConverter() // ISO 格式日期
}
};
string json = JsonConvert.SerializeObject(obj, settings);
var obj2 = JsonConvert.DeserializeObject<MyType>(json, settings);
常用设置一览:
设置项 | 说明 |
Formatting | None / Indented |
NullValueHandling | Include / Ignore |
DefaultValueHandling | 控制默认值(如 0、false)是否输出 |
ReferenceLoopHandling | 循环引用时 Error / Ignore / Serialize |
PreserveReferencesHandling | 保留对象引用关系($id / $ref) |
TypeNameHandling | 序列化 $type,方便反序列化到正确类型 |
ContractResolver | 控制属性命名、包含规则(如 |
Converters | 自定义或内置转换器列表 |
属性特性
可以在模型上通过属性微调序列行为:
特性 | 用途 |
[JsonProperty("json_name", Order = n)] | 指定 JSON 字段名、序列顺序 |
[JsonIgnore] | 忽略该属性或字段 |
[JsonConverter(typeof(MyConverter))] | 为该成员或类型指定转换器 |
[JsonRequired] | 反序列化时如果缺少该字段则报错 |
[JsonExtensionData] | 捕获多余或未知字段到字典 |
[JsonConstructor] | 指定用哪个构造器进行反序列化 |
示例
public class Person
{
[JsonProperty("id")]
public int Id { get; set; }
[JsonProperty("full_name", Order = 1)]
public string Name { get; set; }
[JsonIgnore]
public int InternalFlag { get; set; }
[JsonExtensionData]
public Dictionary<string, JToken> Extra { get; set; }
}
定制转换器(JsonConverter)
自定义简单转换器
public class UnixDateTimeConverter : JsonConverter<DateTime>
{
public override void WriteJson(JsonWriter writer, DateTime value, JsonSerializer serializer)
{
long unix = new DateTimeOffset(value).ToUnixTimeSeconds();
writer.WriteValue(unix);
}
public override DateTime ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, DateTime existingValue, bool hasExistingValue, JsonSerializer serializer)
{
long unix = (long)reader.Value;
return DateTimeOffset.FromUnixTimeSeconds(unix).DateTime;
}
}
注册使用:
settings.Converters.Add(new UnixDateTimeConverter());
或属性级别:
public class Event
{
[JsonConverter(typeof(UnixDateTimeConverter))]
public DateTime Timestamp { get; set; }
}
常见问题
日期格式问题
使用 DateTimeZoneHandling 设置时区处理方式
var settings = new JsonSerializerSettings {
DateTimeZoneHandling = DateTimeZoneHandling.Utc
};
反序列化时忽略额外属性
var settings = new JsonSerializerSettings {
MissingMemberHandling = MissingMemberHandling.Ignore
};
处理特殊字符
var settings = new JsonSerializerSettings {
StringEscapeHandling = StringEscapeHandling.EscapeNonAscii
};
错误处理
var settings = new JsonSerializerSettings
{
Error = (sender, args) =>
{
Console.WriteLine(#34;Error: {args.ErrorContext.Error.Message}");
args.ErrorContext.Handled = true; // 标记为已处理
}
};
string invalidJson = @"{""Id"":1,""Name"":123}"; // Name 应为字符串
User user = JsonConvert.DeserializeObject<User>(invalidJson, settings);
Newtonsoft.Json 与现代化技术栈整合
ASP.NET Core 集成
// Startup.cs
services.AddControllers().AddNewtonsoftJson(options =>
{
options.SerializerSettings.ContractResolver = new CamelCaseContractResolver();
options.SerializerSettings.Converters.Add(new StringEnumConverter());
});
EF Core 值转换器
modelBuilder.Entity<Product>()
.Property(p => p.Metadata)
.HasConversion(
v => JsonConvert.SerializeObject(v),
v => JsonConvert.DeserializeObject<Dictionary<string, object>>(v)
);
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