.NET 中的 Json 使用体验

本文主要总结介绍 .NET 中的对 Json 数据使用在使用过程中的关于编码、循环引用、时间格式化的一些问题

背景

第一次接触 .Net 是2012年刚进入大学时，之后也一直作为桌面编程语言来使用。工作后，刚开始项目上更多的是使用 PHP 来快速开发，直到去年某次突然发现 .NET 竟不知道什么时候开始不仅跨平台还开源了。

看着微软的官方文档异常激动，按捺不住，拿一个项目上手试了一下，那个时候啥也不懂，嫌弃 JwtBearer 给我引了一大堆 dll，然后自己看文档用中间件造了轮子；而且那个时候我不知道有 EF core，也不懂什么 DBfirst，直接刀耕火种，手写 SQL，把自己累的够呛。当然在各种项目的使用中也或多或少出现了各种问题，现将使用 Json 格式相关的内容总结下来以供大家参考。

问题概览

中文 Unicode 和字符转义问题

中文 Unicode 这个问题在 ASP.NET Core 的返回中正常并不会出现，而是在控制台中使用 JsonSerializer.Serialize 将对象转为 json 时发生，解决方案也很简单，只需要通过 JsonSerializerOptions[1] 设置要在转义字符串时使用的编码器即可。

代码语言：javascript复制

var options = new JsonSerializerOptions { Encoder = JavaScriptEncoder.Create(UnicodeRanges.All) };

在不需要转移特殊符号的场景下，使用 JsonSerializer.Serialize 时，传入上方的 options 即可。

当你前往官网仔细研究这个 UnicodeRanges 的时候，你会发现 Unicode 块竟然还有 YijingHexagramSymbols 易经八卦符号 ䷀（乾）䷁（坤）等共六十四卦，说实话我还是第一次发现，遥想当年汉字输入都是问题。八卦是我们东方人得天独厚的文化，“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。” 八卦亦可用二进制表示，然后通过 8x8 的矩阵就成了易经六十四卦。

字符转义问题在 ASP.NET Core 的返回中正常并不会出现，而是在控制台中使用时，这个和上一个问题类似。若要最大程度地减少转义（肯定是已含上面的了），可以使用 JavaScriptEncoder.UnsafeRelaxedJsonEscaping。

代码语言：javascript复制

var options = new JsonSerializerOptions { Encoder = JavaScriptEncoder.UnsafeRelaxedJsonEscaping };

这里需要注意的是，使用该配置后，此时你需要额外注意 XSS 或信息泄露攻击的可能。

另外，在非业务场景下，只是为了展示测试时，我们可以设置 JsonSerializerOptions 的 WriteIndented 为 true，这样 JSON 的返回只是整理好格式的易读形式。

以上问题更详细的说明，可以查看微软官方的文档如何使用 System.Text.Json 自定义字符编码[2]。

时间问题

时间格式化的问题，主要是国情问题和能否直接显示给客户的问题。若是有国际化的问题，那就要额外再加一些其他逻辑处理了。其实我觉得这个丢给前端也挺好嘛，嘿嘿嘿。

现在我们在这样一个接口：

代码语言：javascript复制

app.MapGet("/test", () =>
{
    return new
    {
        now = DateTime.Now,
        time = TimeOnly.FromDateTime(DateTime.Now),
        day = DateOnly.FromDateTime(DateTime.Now)
    };
});

需要注意的是，当前 .NET 6 是不支持 TimeOnly 和 DateTime 直接返回的，需要 .ToString()，直接返回是会报下面的错误的：

代码语言：javascript复制

System.NotSupportedException: Serialization and deserialization of 'System.TimeOnly' instances are not supported.

转为字符后输出结果如下：

代码语言：javascript复制

{
  "now": "2022-10-30T14:43:02.0027311 08:00",
  "time": "14:43",
  "day": "2022/10/30"
}

在 .NET 7 的当前预览版中，已经支持了 TimeOnly 和 DateOnly 的直接序列化 https://github.com/dotnet/runtime/pull/69160。

更改为 .NET7 后，其输出结果如下：

代码语言：javascript复制

{
  "now": "2022-10-30T14:53:22.095974 08:00",
  "time": "14:53:22.0959758",
  "day": "2022-10-30"
}

可以看到返回的差异还是挺大的，如果返回不合你的心意，怎么能让其统一呢？这里就需要用到注册的用户定义的转换器，下面提供三个时间处理的样例，大家可以按需求复制粘贴，其实代码都类似的。

处理日期时间的：

代码语言：javascript复制

using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;
internal class JsonDateTimeConverter : JsonConverter<DateTime>
{
    public string Format { get; set; } = "yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
    public override DateTime Read(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options) => DateTime.Parse(reader.GetString());
    public override void Write(Utf8JsonWriter writer, DateTime value, JsonSerializerOptions options) => writer.WriteStringValue(value.ToString(this.Format));
}

处理日期的：

代码语言：javascript复制

using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;
internal class JsonDateOnlyConverter : JsonConverter<DateOnly>
{
    public string Format { get; set; } = "yyyy-MM-dd";
    public override DateOnly Read(ref Utf8JsonReader reader, Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options) => DateOnly.Parse(reader.GetString());
    public override void Write(Utf8JsonWriter writer, DateOnly value, JsonSerializerOptions options) => writer.WriteStringValue(value.ToString(this.Format));
}

处理时间的：

代码语言：javascript复制

using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;
internal class JsonTimeOnlyConverter : JsonConverter<TimeOnly>
{
    public string Format { get; set; } = "HH:mm:ss";
    public override TimeOnly Read(ref Utf8JsonReader reader,Type typeToConvert, JsonSerializerOptions options) => TimeOnly.Parse(reader.GetString());
    public override void Write(Utf8JsonWriter writer, TimeOnly value,JsonSerializerOptions options) => writer.WriteStringValue(value.ToString(this.Format));
}

使用时可以直接引用，也可以设置格式方式。

代码语言：javascript复制

builder.Services.Configure<JsonOptions>(options => {
    options.SerializerOptions.Converters.Add(new JsonDateTimeConverter() { Format = "yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss" });
    options.SerializerOptions.Converters.Add(new JsonDateOnlyConverter());
    options.SerializerOptions.Converters.Add(new JsonTimeOnlyConverter());
});

输出结果：

代码语言：javascript复制

{
  "now": "2022年10月30日 15:12:54",
  "time": "15:12:54",
  "day": "2022-10-30"
}

循环引用

循环引用，主要报错信息如下：

代码语言：javascript复制

System.Text.Json.JsonException: A possible object cycle was detected. This can either be due to a cycle or if the object depth is larger than the maximum allowed depth of 64.

以下代码是为了复现而复现，当然实际情况我们遇到的话，往往是不经意间就出现了。

代码语言：javascript复制

internal class  User{
    public string Name {get;set;}
    public Role Role {get;set;}
}

internal class  Role{
    public string RoleName {get;set;}
    public User[] Users {get;set;}
}

app.MapGet("/test", () =>
{
    var role = new Role(){RoleName = "小组长"};
    var user = new User(){Name = "王小明"};

    user.Role = role;
    role.Users = new User[]{user};

    return new {
        user = user
    };
});

方案一：

如果循环的只是为了编码查找方便，或者说此接口没必要输出的情况下，可以直接标记为忽略，不进行 json 输出。

代码语言：javascript复制

internal class Role
{
    public string RoleName { get; set; }

    [JsonIgnore]
    public User[] Users { get; set; }
}

方案二：

ASP.NET 中，需要配置：

代码语言：javascript复制

builder.Services.Configure<JsonOptions>(options => {
    options.SerializerOptions.ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles;
});

控制台程序或命令行打印时：

代码语言：javascript复制

var options = new JsonSerializerOptions { ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles };

最后

在这里还是要再感谢一下杨老师，还好在大学的时候某次见面会加了微信，在他朋友圈看到在推录制的 .NET 6教程[3] 。不然说不定目前我还是在刀耕火种阶段，哈哈哈……

References

[1] JsonSerializerOptions: https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.text.json.jsonserializeroptions?view=net-6.0 [2] System.Text.Json 自定义字符编码: https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/serialization/system-text-json/character-encoding [3] .NET 6教程: https://www.bilibili.com/video/BV1pK41137He/

https json 网络安全 .net asp.net

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