JsonPath - 根据表达式路径解析Json

JsonPath

在xml的使用过程中，对于xml的解析我们知道可以使用xpath的方式，随意的获取到我们想要的属性值。那么在使用json时，我们能不能实现同样的操作呢？

答案就是 json-path

基础介绍

跟 XPath 类似，JsonPath 通过路径来检索JSON，对语法格式如下

语法

符号	描述
$	表示json的根节点，表示根节点下的所有数据
.	表示子节点，如 $.store 表示根节点下的store节点下的所有数据
..	可实现递归搜索，如 $..title 表示搜索json中所有key为title属性的值

• | 可表示某一层节点，如 $.*.book 表示根节点下所有节点的book节点数据
  
  @ | 在表达式中使用，表示当前节点对象
  
  ['',''] | 如 $..['author'] 表示所有节点中author节点的值
  
  [,] | 如 $..['0'] 表示所有节点中下标为0的节点的值
  
  [start:end] | 如 $..book[2] 取json中book数组的第3个值
  
  [?()] | 过滤器表达式，表达式结果必须是boolean

过滤器表达式

通常的表达式格式为：[?(@.age > 18)]

操作符	描述
==	等于符号，但数字1不等于字符1(note that 1 is not equal to ‘1’)
!=	不等于符号
<	小于符号
<=	小于等于符号

| 大于符号

= | 大于等于符号

=~ | 判断是否符合正则表达式，例如[?(@.name =~ /foo.*?/i)]

in | 所属符号，例如[?(@.size in [‘S’, ‘M’])]

nin | 排除符号

size | size of left (array or string) should match right

empty | 判空符号

示例

{
    "store": {
        "book": [
            {
                "category": "reference",
                "author": "Nigel Rees",
                "title": "Sayings of the Century",
                "price": 8.95
            },
            {
                "category": "fiction",
                "author": "Evelyn Waugh",
                "title": "Sword of Honour",
                "price": 12.99
            },
            {
                "category": "fiction",
                "author": "Herman Melville",
                "title": "Moby Dick",
                "isbn": "0-553-21311-3",
                "price": 8.99
            },
            {
                "category": "fiction",
                "author": "J. R. R. Tolkien",
                "title": "The Lord of the Rings",
                "isbn": "0-395-19395-8",
                "price": 22.99
            }
        ],
        "bicycle": {
            "color": "red",
            "price": 19.95
        }
    },
    "expensive": 10
}

在线测试：http://jsonpath.herokuapp.com/?path=$.store.book%5B*%5D.author

JsonPath表达式	结果
$.store.book[*].author	获取json中store下book下的所有author值
$..author	获取所有的 author 的值
$.store.book.*	获取json中store下book下的所有值
$.store..price	获取json中store下所有price的值
$..book[2]	获取json中book数组的第3个值
$..book[-2]	倒数的第二本书
$..book[0,1]	前两本书
$..book[:2]	从索引0（包括）到索引2（排除）的所有图书
$..book[1:2]	从索引1（包括）到索引2（排除）的所有图书
$..book[-2:]	获取json中book数组的最后两个值
$..book[2:]	获取json中book数组的第3个到最后一个的区间值
$..book[?(@.title)]	获取json中book数组中包含title的所有节点
$.store.book[?(@.price < 10)]	获取json中book数组中price<10的所有值
$..book[?(@.price <= $['expensive'])]	获取json中book数组中price<=$['expensive']结果的所有值
$..book[?(@.author =~ /.*REES/i)]	获取json中book数组中的作者以REES结尾的所有值（REES不区分大小写）
$..*	逐层列出json中的所有值，层级由外到内
$..book.length()	获取json中book数组的长度

使用

<dependency>
    <groupId>com.jayway.jsonpath</groupId>
    <artifactId>json-path</artifactId>
    <version>2.4.0</version>
</dependency>

特别说明：下文中使用的 JSON_DATA 变量的值都为上面所示的json范例

使用静态方法直接读

List<String> authors = JsonPath.read(JSON_DATA, "$.store.book[*].author");

如果需要多次读，那么这种方法不够理想，因为每次都会重新解析一次json数据

一次解析，多次使用

我们可以先将json数据一次解析，然后多次使用，提升性能。json-path提供了如ReadContext ,DocumentContext等类，我们可以随意使用，其关系如下：

DocumentContext documentContext = JsonPath.parse(JSON_DATA);
// 或者
ReadContext ctx = JsonPath.parse(JSON_DATA);

List<String> author = ctx.read("$.store.book[?(@.isbn)].author");

类型转换

在java中使用JsonPath时，当我们知道我们读取过后的返回值是什么类型时，JsonPath会尝试将其转换为我们想要的类型

// 结果为 "Nigel Rees" ，如果我们强制转换为List那么会抛出 java.lang.ClassCastException 异常
List<String> list = JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$.store.book[0].author")

// 正常
String author = JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$.store.book[0].author")

我们在解析相应的json是可以设置解析过后的值自动转换为对应的类型的。默认情况下，MappingProvider SPI提供了一个简单的对象映射器。

String JSON_DATA = "{\"date_as_long\" : 1411455611975}";
Date date = JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$['date_as_long']", Date.class);

// 2014-09-23 15:00:11

如果我们需要转换为更加具体的对象，如一个POJO等，就需要我们配置更加详细的json解析器JacksonMappingProvider 或 GsonMappingProvider

Book book = JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$.store.book[0]", Book.class);

Configuration conf = Configuration.builder().mappingProvider(new JacksonMappingProvider()).build();
TypeRef<List<String>> typeRef = new TypeRef<List<String>>(){};
List<String> titles = JsonPath.using(conf).parse(JSON_DATA).read("$.store.book[*].title", typeRef);

过滤

根据路径过滤

List<Map<String, Object>> books =  JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$.store.book[?(@.price < 10)]");

// [{"category":"reference","author":"Nigel Rees","title":"Sayings of the Century","price":8.95},{"category":"fiction","author":"Herman Melville","title":"Moby Dick","isbn":"0-553-21311-3","price":8.99}]

根据过滤器过滤

Filter cheapFictionFilter = Filter.filter(Criteria.where("category").is("fiction").and("price").lte(10D));
List<Map<String, Object>> books = JsonPath.parse(JSON_DATA).read("$.store.book[?]", cheapFictionFilter);

// [{"category":"fiction","author":"Herman Melville","title":"Moby Dick","isbn":"0-553-21311-3","price":8.99}]

// 使用and或者or连接多个条件
Filter fooOrBar = filter(
   where("foo").exists(true)).or(where("bar").exists(true)
);

Filter fooAndBar = filter(
   where("foo").exists(true)).and(where("bar").exists(true)
);

自定义过滤器

ReadContext reader = JsonPath.parse(JSON_DATA);
Predicate booksWithIsbn = new Predicate() {
    @Override
    public boolean apply(PredicateContext context) {
        return context.item(Map.class).containsKey("isbn");
    }
};
reader.read("$.store.book[?].isbn", List.class, booksWithIsbn);

// ["0-553-21311-3","0-395-19395-8"]

注意：在自定义过滤器中，context.item(Map.class) 这句话。这句中的Map.class是根据预定的结果类型定义的，如果返回的是String类型值，那就改为String.class

返回值

在JsonPath中，我们可以通过配置来指定本次读取时是返回相应的值，还是返回符合结果路径

Configuration configuration = Configuration.builder().options(Option.AS_PATH_LIST).build();
List<String> pathList = JsonPath.using(configuration).parse(JSON_DATA).read("$..author");

// ["$['store']['book'][0]['author']","$['store']['book'][1]['author']","$['store']['book'][2]['author']","$['store']['book'][3]['author']"]

Option.AS_PATH_LIST 表示返回路径，同时，该类还有其他几个参数：

• DEFAULT_PATH_LEAF_TO_NULL：对应路径的节点不存在时，返回null

[
   {
      "name" : "john",
      "gender" : "male"
   },
   {
      "name" : "ben"
   }
]

Configuration conf = Configuration.defaultConfiguration();
// 正常
String gender0 = JsonPath.using(conf).parse(json).read("$[0]['gender']");
// 异常 PathNotFoundException thrown
String gender1 = JsonPath.using(conf).parse(json).read("$[1]['gender']");

Configuration conf2 = conf.addOptions(Option.DEFAULT_PATH_LEAF_TO_NULL);
// 正常
String gender0 = JsonPath.using(conf2).parse(json).read("$[0]['gender']");
// 正常 (返回 null)
String gender1 = JsonPath.using(conf2).parse(json).read("$[1]['gender']");

• ALWAYS_RETURN_LIST：始终将结果包装在List中

Configuration conf = Configuration.defaultConfiguration();
// 正常
List<String> genders0 = JsonPath.using(conf).parse(json).read("$[0]['gender']");
// 异常 PathNotFoundException thrown
List<String> genders1 = JsonPath.using(conf).parse(json).read("$[1]['gender']");

• SUPPRESS_EXCEPTIONS ：确保不会从路径评估传播异常

如果选项ALWAYS_RETURN_LIST存在，将返回一个空列表

如果选项ALWAYS_RETURN_LIST不存在返回null

操作key

有时，我们解析一个json并不是为了将其解析出来，用于其他。而是我们需要将json解析出来，然后去修改或者删除其中的key。比如对一个json格式数据进行某些字段的脱敏处理。这是我们就需要用到其提供的 .set() 和 .put() 方法，同时还有 .delete()、.add() ...

这些方法的实现都在 JsonContext 中，其继承关系如图：

使用

要想对json进行增删改，我们首先要提高一个路径，用来让JsonPath可以找到对应的key或者是节点。

先解析

// 首先解析json为文档
DocumentContext documentContext = JsonPath.parse(JSON_DATA);

根据提供的路径直接修改

• 路径直接定义到具体的值

// 将所有书籍的作者修改为dimples
JsonPath p = JsonPath.compile("$.store.book[*].author");
documentContext.set(p, "dimples");

• 路径定义到节点

此时不能直接使用set()方法，因为此时返回的不是具体值的列表，而是所有book子节点的列表。此时使用put方法为佳，如下，就实现了与上面代码一样的效果

JsonPath p = JsonPath.compile("$.*.book");
documentContext.put(p, author, "dimples");

• 不替换所有key

在上面的两种写法中，我们会替换book节点下的所有节点的author的值，那么我们怎么实现根据我们的需要修改值呢？

1. 过滤器表达式

// 修改 author 值为 Nigel Rees 的元素的值
JsonPath p = JsonPath.compile(StrUtil.format("$..[?(@.author == 'Nigel Rees')]");
documentContext.put(p, author, "dimples");

1. 使用过滤器

DocumentContext documentContext = JsonPath.parse(DATA);
filter = Filter.filter(Criteria.where("author ").is("Nigel Rees"));
// 替换
documentContext.put("$..[?]","author","dimples",filter);

其中 ? 代表过滤器的占位符，如果没有 ? ，那么配置filter将无效。

也可以使用set方法，原理类似

根据值条件获取路径，然后修改

Configuration conf = Configuration.builder().options(Option.AS_PATH_LIST).build();
Filter filter = Filter.filter(Criteria.where("author").contains("Nigel Rees");
// 获取满足条件值的路径
List<String> path = JsonPath.using(conf).parse(JSON_DATA).read("$..[?]", filter);
// 替换 （此处举例，不做遍历，只获取第一个）
documentContext.set(path.get(0), "dimples");

也可以使用put方法，原理类似

参考资料

https://blog.csdn.net/weixin_42452045/article/details/92768660

https://blog.csdn.net/Dream_Weave/article/details/106421388

FastJson - json-path

alibaba-json-path 官方参考：https://github.com/alibaba/fastjson/wiki/JSONPath