使用自定义的JsonConverter和Json.net中的TypeNameHandling

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我有一个包含接口类型属性的类,例如:

public class Foo
{
    public IBar Bar { get; set; }
}

我还有多个实现了IBar接口的具体实现,可以在运行时设置。其中一些具体类需要自定义JsonConverter进行序列化和反序列化。

使用TypeNameHandling.Auto选项,不需要转换器的IBar类可以完美地进行序列化和反序列化。然而,那些需要自定义序列化的类却没有$type名称输出,虽然它们按预期进行了序列化,但无法反序列化为它们的具体类型。

我尝试在自定义的JsonConverter中手动编写$type名称元数据;但是,在反序列化过程中,转换器被完全绕过。

是否有解决这种情况的方法或正确的处理方式?

2个回答

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我解决了类似的问题并找到了一个解决方案。这个方法不是很优雅,我认为应该有更好的方法,但至少它能够工作。所以我的想法是针对每个实现了IBar接口的类型都有一个JsonConverter,并且还有一个针对IBar本身的转换器。
让我们从模型开始:
public interface IBar { }

public class BarA : IBar  { }

public class Foo
{
    public IBar Bar { get; set; }
}

现在让我们为IBar创建转换器。它仅在反序列化JSON时使用。它将尝试读取$type变量并调用实现类型的转换器:
public class BarConverter : JsonConverter
{
    public override void WriteJson(JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
    {
        throw new NotSupportedException();
    }

    public override object ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, object existingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        var jObj = JObject.Load(reader);
        var type = jObj.Value<string>("$type");

        if (type == GetTypeString<BarA>())
        {
            return new BarAJsonConverter().ReadJson(reader, objectType, jObj, serializer);
        }
        // Other implementations if IBar

        throw new NotSupportedException();
    }

    public override bool CanConvert(Type objectType)
    {
        return objectType == typeof (IBar);
    }

    public override bool CanWrite
    {
        get { return false; }
    }

    private string GetTypeString<T>()
    {
        var typeOfT = typeof (T);
        return string.Format("{0}, {1}", typeOfT.FullName, typeOfT.Assembly.GetName().Name);
    }
}

这是BarA类的转换器:

public class BarAJsonConverter : BarBaseJsonConverter
{
    public override void WriteJson(JsonWriter writer, object value, JsonSerializer serializer)
    {
        // '$type' property will be added because used serializer has TypeNameHandling = TypeNameHandling.Objects
        GetSerializer().Serialize(writer, value);
    }

    public override object ReadJson(JsonReader reader, Type objectType, object existingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        var existingJObj = existingValue as JObject;
        if (existingJObj != null)
        {
            return existingJObj.ToObject<BarA>(GetSerializer());
        }

        throw new NotImplementedException();
    }

    public override bool CanConvert(Type objectType)
    {
        return objectType == typeof(BarA);
    }
}

您可能会注意到它继承自 BarBaseJsonConverter 类,而不是 JsonConverter。另外,我们在 WriteJsonReadJson 方法中不使用 serializer 参数。在自定义转换器中使用 serializer 参数存在问题。您可以在这里了解更多信息。我们需要创建 JsonSerializer 的新实例,而基类是一个很好的选择:
public abstract class BarBaseJsonConverter : JsonConverter
{
    public JsonSerializer GetSerializer()
    {
        var serializerSettings = JsonHelper.DefaultSerializerSettings;
        serializerSettings.TypeNameHandling = TypeNameHandling.Objects;

        var converters = serializerSettings.Converters != null
            ? serializerSettings.Converters.ToList()
            : new List<JsonConverter>();
        var thisConverter = converters.FirstOrDefault(x => x.GetType() == GetType());
        if (thisConverter != null)
        {
            converters.Remove(thisConverter);
        }
        serializerSettings.Converters = converters;

        return JsonSerializer.Create(serializerSettings);
    }
}

JsonHelper是一个用于创建JsonSerializerSettings的类:

public static class JsonHelper
{
    public static JsonSerializerSettings DefaultSerializerSettings
    {
        get
        {
            return new JsonSerializerSettings
            {
                Converters = new JsonConverter[] { new BarConverter(), new BarAJsonConverter() }
            };
        }
    }
}

现在它将正常工作,并且您仍然可以使用自定义转换器进行序列化和反序列化:
var obj = new Foo { Bar = new BarA() };
var json = JsonConvert.SerializeObject(obj, JsonHelper.DefaultSerializerSettings);
var dObj = JsonConvert.DeserializeObject<Foo>(json, JsonHelper.DefaultSerializerSettings);

谢谢你提供这么好的答案!昨晚我也在处理类似的东西,但你给了我额外的信息让我成功地解决了问题。我采用了稍微不同的方法,但它是完全通用的,不需要为所有继承类型编写转换器。请查看我下面的自我回答。虽然它让我找到了正确的方向,但我仍将把你的回答标记为最佳答案。 - Andrew Hanlon
如果被转换的类型还引用了其他需要转换器的类型,那么这种方法就行不通了。你本质上是在禁用转换器的情况下对整个子树进行反序列化。 - torvin

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利用Alesandr Ivanov上面的信息,我创建了一个通用的WrappedJsonConverter<T>类,它使用一个$wrappedType元数据属性来包装(和解包)需要转换器的具体类,该属性遵循与标准$type相同的类型名称序列化。

WrappedJsonConverter<T>作为转换器添加到接口(即IBar)中,但对于不需要转换器的类,此包装器完全透明,并且不需要对包装转换器进行任何更改。

我使用了稍微不同的方法来解决转换器/序列化器循环(静态字段),但它不需要任何有关所使用的序列化器设置的知识,并允许IBar对象图具有子IBar属性。

对于包装对象,Json如下:

"IBarProperty" : {
    "$wrappedType" : "Namespace.ConcreteBar, Namespace",
    "$wrappedValue" : {
        "ConvertedID" : 90,
        "ConvertedPropID" : 70
        ...
    }
}

完整的代码可以在这里找到。

public class WrappedJsonConverter<T> : JsonConverter<T> where T : class
{        
    [ThreadStatic]
    private static bool _canWrite = true;
    [ThreadStatic]
    private static bool _canRead = true;

    public override bool CanWrite
    {
        get
        {
            if (_canWrite)
                return true;

            _canWrite = true;
            return false;
        }
    }

    public override bool CanRead
    {
        get
        {
            if (_canRead)
                return true;

            _canRead = true;
            return false;
        }
    }

    public override T ReadJson(JsonReader reader, T existingValue, JsonSerializer serializer)
    {
        var jsonObject = JObject.Load(reader);
        JToken token;
        T value;

        if (!jsonObject.TryGetValue("$wrappedType", out token))
        {
            //The static _canRead is a terrible hack to get around the serialization loop...
            _canRead = false;
            value = jsonObject.ToObject<T>(serializer);
            _canRead = true;
            return value;
        }

        var typeName = jsonObject.GetValue("$wrappedType").Value<string>();

        var type = JsonExtensions.GetTypeFromJsonTypeName(typeName, serializer.Binder);

        var converter = serializer.Converters.FirstOrDefault(c => c.CanConvert(type) && c.CanRead);

        var wrappedObjectReader = jsonObject.GetValue("$wrappedValue").CreateReader();

        wrappedObjectReader.Read();

        if (converter == null)
        {
            _canRead = false;
            value = (T)serializer.Deserialize(wrappedObjectReader, type);
            _canRead = true;
        }
        else
        {
            value = (T)converter.ReadJson(wrappedObjectReader, type, existingValue, serializer);
        }

        return value;
    }

    public override void WriteJson(JsonWriter writer, T value, JsonSerializer serializer)
    {
        var type = value.GetType();
        var converter = serializer.Converters.FirstOrDefault(c => c.CanConvert(type) && c.CanWrite);

        if (converter == null)
        {
            //This is a terrible hack to get around the serialization loop...
            _canWrite = false;
            serializer.Serialize(writer, value, type);
            _canWrite = true;
            return;
        }

        writer.WriteStartObject();
        {
            writer.WritePropertyName("$wrappedType");
            writer.WriteValue(type.GetJsonSimpleTypeName());
            writer.WritePropertyName("$wrappedValue");

            converter.WriteJson(writer, value, serializer);
        }
        writer.WriteEndObject();
    }
}

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使用 static bool _canWritestatic bool _canRead 不是线程安全的。由于多个框架,包括 [tag:asp.net-web-api] 在不同线程之间共享转换器,这可能会导致问题。建议使用 [ThreadStatic]ThreadLocal<bool>,如此答案所建议。 - dbc
@dbc 好的,很棒,这在我的使用场景(桌面)中并不是一个问题,但这是一个有价值的默认设置!谢谢。 - Andrew Hanlon
@torvin 你应该自己测试一下这个答案,它没有那个问题。由于它是通用的,静态成员不会与其他类型共享。此外,我使用了接受序列化器的 ToObject 方法。本质上,对于其他类型来说,它是透明的,无论它们是否有转换器。 - Andrew Hanlon
@AndrewHanlon 这真的很奇怪。如果您启用了 TypeNameHandling,为什么需要 $wrappedType?只需在 WrappedJsonConverter 中使用 $type 即可。这也仅适用于已声明为接口的属性。例如,如果您使用 object - 它会再次出现问题... - torvin
@torvin 在提问时,Json.Net存在一个限制,即在接口成员上使用TypeNameHandling.Auto时,它不会在具有自定义转换器的具体类型上放置类型信息。我不知道现在是否仍然存在这种情况,因为我已经停止使用Json.Net。这个问题可能已经在新版本中得到解决,我将尝试运行测试,并在不再需要时将此QA标记为过时。干杯。 - Andrew Hanlon
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