springboot学习（三）——使用HttpMessageConverter进行http序列化和反序列化

以下内容，如有问题，烦请指出，谢谢！

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对象的序列化/反序列化大家应该都比较熟悉：序列化就是将object转化为可以传输的二进制，反序列化就是将二进制转化为程序内部的对象。序列化/反序列化主要体现在程序I/O这个过程中，包括网络I/O和磁盘I/O。

那么什么是http序列化和反序列化呢？

在使用springmvc时，我们经常会这样写：

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserService userService;

    @GetMapping("/{id}")
    public User getUserById(@PathVariable long id) {
        return userService.getUserById(id);
    }

    @PostMapping
    public User createUser(@RequestBody User user) {
        System.err.println("create an user: " + user);
        return user;
    }
}

@RestController中有@ResponseBody，可以帮我们把User序列化到resp.body中。@RequestBody可以帮我们把req.body的内容转化为User对象。如果是开发Web应用，一般这两个注解对应的就是Json序列化和反序列化的操作。这里实际上已经体现了Http序列化/反序列化这个过程，只不过和普通的对象序列化有些不一样，Http序列化/反序列化的层次更高，属于一种Object2Object之间的转换。

有过Netty使用经验的对这个应该比较了解，Netty中的Decoder和Encoder就有两种基本层次，层次低的一种是Byte <---> Message，二进制与程序内部消息对象之间的转换，就是常见的序列化/反序列化；另外一种是 Message <---> Message，程序内部对象之间的转换，比较高层次的序列化/反序列化。

Http协议的处理过程，TCP字节流 <---> HttpRequest/HttpResponse <---> 内部对象，就涉及这两种序列化。在springmvc中第一步已经由Servlet容器（tomcat等等）帮我们处理了，第二步则主要由框架帮我们处理。上面所说的Http序列化/反序列化就是指的这第二个步骤，它是controller层框架的核心功能之一，有了这个功能，就能大大减少代码量，让controller的逻辑更简洁清晰，就像上面示意的代码那样，方法中只有一行代码。

spirngmvc进行第二步操作，也就是Http序列化和反序列化的核心是HttpMessageConverter。用过老版本springmvc的可能有些印象，那时候需要在xml配置文件中注入MappingJackson2HttpMessageConverter这个类型的bean，告诉springmvc我们需要进行Json格式的转换，它就是HttpMessageConverter的一种实现。

在Web开发中我们经常使用Json相关框架来进行第二步操作，这是因为Web应用中主要开发语言是js，对Json支持非常好。但是Json也有很大的缺点，大多数Json框架对循环引用支持不够好，并且Json报文体积通常比较大，相比一些二进制序列化更耗费流量。很多移动应用也使用Http进行通信，因为这是在手机app中，Json格式报文并没有什么特别的优势。这种情况下我们可能会需要一些性能更好，体积更小的序列化框架，比如Protobuf等等。

当前的SpringMVC 4.3版本已经集成了Protobuf的Converter，org.springframework.http.converter.protobuf.ProtobufHttpMessageConverter，使用这个类可以进行Protobuf中的Message类和http报文之间的转换。使用方式很简单，先依赖Protobuf相关的jar，代码中直接@Bean就行，像下面这样，springboot会自动注入并添加这种Converter。

    @Bean
    public ProtobufHttpMessageConverter protobufHttpMessageConverter() {
        return new ProtobufHttpMessageConverter();
    }

这里就不演示protobuf相关的内容了。

另外有很重要的一点需要说明一下，springmvc可以同时配置多个Converter，根据一定的规则（主要是Content-Type、Accept、controller方法的consumes/produces、Converter.mediaType以及Converter的排列顺序这四个属性）来选择到底是使用哪一个，这使得springmvc能够一个接口支持多种报文格式。这个规则的具体内容，下一篇再详细说明。

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下面重点说下如何自定义一个HttpMessageConverter，就用Java原生序列化为例，叫作JavaSerializationConverter，基本仿照ProtobufHttpMessageConverter来写。

首先继承AbstractHttpMessageConverter，泛型类这里有几种方式可以选择：

• 最广的可以选择Object，不过Object并不都是可以序列化的，但是可以在覆盖的supports方法中进一步控制，因此选择Object是可以的
• 最符合的是Serializable，既完美满足泛型定义，本身也是个Java序列化/反序列化的充要条件
• 自定义的基类Bean，有些技术规范要求自己代码中的所有bean都继承自同一个自定义的基类BaseBean，这样可以在Serializable的基础上再进一步控制，满足自己的业务要求

这里选择Serializable作为泛型基类。

其次是选择一个MediaType，使得springmvc能够根据Accept和Content-Type唯一确定是要使用JavaSerializationConverter，所以这个MediaType不能是通用的text/plain、application/json、*/*这种，得特殊一点，这里就用application/x-java-serialization;charset=UTF-8。因为Java序列化是二进制数据，charset不是必须的，但是MediaType的构造方法中需要指定一个charset，这里就用UTF-8。

最后，二进制在电脑上不是可以直接拷贝的内容，为了方便测试，使用Base64再处理一遍，这样就显示成正常文本了，便于测试。

整个代码如下：

package pr.study.springboot.configure.mvc.converter;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.Base64;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.http.HttpInputMessage;
import org.springframework.http.HttpOutputMessage;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.http.converter.AbstractHttpMessageConverter;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageNotReadableException;
import org.springframework.http.converter.HttpMessageNotWritableException;
import org.springframework.util.StreamUtils;

public class JavaSerializationConverter extends AbstractHttpMessageConverter<Serializable> {
    private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(JavaSerializationConverter.class);

    public JavaSerializationConverter() {
        // 构造方法中指明consumes（req）和produces（resp）的类型，指明这个类型才会使用这个converter
        super(new MediaType("application", "x-java-serialization", Charset.forName("UTF-8")));
    }

    @Override
    protected boolean supports(Class<?> clazz) {
        // 使用Serializable，这里可以直接返回true
        // 使用object，这里还要加上Serializable接口实现类判断
        // 根据自己的业务需求加上其他判断
        return true;
    }

    @Override
    protected Serializable readInternal(Class<? extends Serializable> clazz, HttpInputMessage inputMessage)
            throws IOException, HttpMessageNotReadableException {
        byte[] bytes = StreamUtils.copyToByteArray(inputMessage.getBody());
        // base64使得二进制数据可视化，便于测试
        ByteArrayInputStream bytesInput = new ByteArrayInputStream(Base64.getDecoder().decode(bytes));
        ObjectInputStream objectInput = new ObjectInputStream(bytesInput);
        try {
            return (Serializable) objectInput.readObject();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            LOGGER.error("exception when java deserialize, the input is:{}", new String(bytes, "UTF-8"), e);
            return null;
        }
    }

    @Override
    protected void writeInternal(Serializable t, HttpOutputMessage outputMessage)
            throws IOException, HttpMessageNotWritableException {
        ByteArrayOutputStream bytesOutput = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objectOutput = new ObjectOutputStream(bytesOutput);
        objectOutput.writeObject(t);
        // base64使得二进制数据可视化，便于测试
        outputMessage.getBody().write(Base64.getEncoder().encode(bytesOutput.toByteArray()));
    }

}

添加一个converter的方式有三种，代码以及说明如下：

    // 添加converter的第一种方式，代码很简单，也是推荐的方式
    // 这样做springboot会把我们自定义的converter放在顺序上的最高优先级（List的头部）
    // 即有多个converter都满足Accpet/ContentType/MediaType的规则时，优先使用我们这个
    @Bean
    public JavaSerializationConverter javaSerializationConverter() {
        return new JavaSerializationConverter();
    }

    // 添加converter的第二种方式
    // 通常在只有一个自定义WebMvcConfigurerAdapter时，会把这个方法里面添加的converter(s)依次放在最高优先级（List的头部）
    // 虽然第一种方式的代码先执行，但是bean的添加比这种方式晚，所以方式二的优先级 大于 方式一
    @Override
    public void configureMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> converters) {
        // add方法可以指定顺序，有多个自定义的WebMvcConfigurerAdapter时，可以改变相互之间的顺序
        // 但是都在springmvc内置的converter前面
        converters.add(new JavaSerializationConverter());
    }

    // 添加converter的第三种方式
    // 同一个WebMvcConfigurerAdapter中的configureMessageConverters方法先于extendMessageConverters方法执行
    // 可以理解为是三种方式中最后执行的一种，不过这里可以通过add指定顺序来调整优先级，也可以使用remove/clear来删除converter，功能强大
    // 使用converters.add(xxx)会放在最低优先级（List的尾部）
    // 使用converters.add(0,xxx)会放在最高优先级（List的头部）
    @Override
    public void extendMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> converters) {
        converters.add(new JavaSerializationConverter());
    }

使用下面的数据演示：

// java序列化
rO0ABXNyAB1wci5zdHVkeS5zcHJpbmdib290LmJlYW4uVXNlcrt1879rvWjlAgAESgACaWRMAApjcmVhdGVUaW1ldAAQTGphdmEvdXRpbC9EYXRlO0wABWVtYWlsdAASTGphdmEvbGFuZy9TdHJpbmc7TAAEbmFtZXEAfgACeHIAIXByLnN0dWR5LnNwcmluZ2Jvb3QuYmVhbi5CYXNlQmVhbklx6Fsr8RKpAgAAeHAAAAAAAAAAe3NyAA5qYXZhLnV0aWwuRGF0ZWhqgQFLWXQZAwAAeHB3CAAAAWCs8ufxeHQAEGhlbGxvd29ybGRAZy5jb210AApoZWxsb3dvcmxk

// json
{"id":123,"name":"helloworld","email":"helloworld@g.com","createTime":"2017-12-31 22:21:28"}

// 对应的user.toString()
User[id=123, name=helloworld, email=helloworld@g.com, createTime=Sun Dec 31 22:21:28 CST 2017]

演示结果如下，包含了一个接口多种报文格式支持的演示：

1、请求是 GET + Accept: application/x-java-serialization，返回的是 Content-Type: application/x-java-serialization;charset=UTF-8 的Java序列化格式的报文

2、请求是 GET + Accept: application/json，返回的是 Content-Type: application/json;charset=UTF-8 的json格式报文

3、请求是 POST + Accept: application/x-java-serialization + Content-Type: application/x-java-serialization，返回的是 Content-Type: application/x-java-serialization;charset=UTF-8的Java序列化格式的报文

4、请求是 POST + Accept: application/json + Content-Type: application/x-java-serialization，返回的是 Content-Type: application/json;charset=UTF-8 的json格式报文

5、请求是 POST + Accept: application/json + Content-Type: application/json，返回的是 Content-Type: application/json;charset=UTF-8 的json格式报文

6、请求是 POST + Accept: application/x-java-serialization + Content-Type: application/json，返回的是 Content-Type: application/x-java-serialization;charset=UTF-8的Java序列化格式的报文

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下面再说些其他的有关Http序列化/反序列化的内容.

1、jackson配置

使用Jackson时，一般我们都会配置下ObjectMapper，常见的两个是时间序列化格式，以及是否序列化null值。使用springboot时，因为Jackson是内置加载的，那么如何配置我们想要的的Jackson属性呢？最贱的的方式，那就是自己注入一个ObjectMapper实例，这样spring内所有通过依赖注入使用ObjectMapper的地方，都会优先使用我们自己注入的那个，JacksonConverter也不例外。

/**
 * jackson的核心是ObjectMapper，在这里配置ObjectMapper来控制springboot使用的jackson的某些功能
 */
@Configuration
public class MyObjectMpper {

    @Bean
    public ObjectMapper getObjectMapper() {
        ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
        mapper.setSerializationInclusion(Include.NON_NULL); // 不序列化null的属性
        mapper.setDateFormat(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")); // 默认的时间序列化格式
        return mapper;
    }
}

2、控制Json中某些属性的序列化方式

官方文档中说了个Custom JSON Serializers and Deserializers，我也没想到怎么用这个，后来网上发现了个比较好的例子，说的是rgb颜色的序列化。web页面需要的是css格式的rgb颜色，服务的提供的可能是三个独立的byte型数字，这时候就需要改变颜色属性的json序列化/反序列化方式。具体可以看看这里。

3、FastJson配置

可能某些时候需要使用FastJson，这时候该如何配置呢？基本上和springmvc xml配置差不多，注入一个FastJsonHttpMessageConverter就行了。最简单的就是上面的配置JavaSerializationConverter的方式一，方式二和方式三也都行。

不过会有奇怪的问题出现（使用@JSONField(serialize=false, deserialize=false)注解createTime，用以区分FastJson和Jackson）：

假如你把FastJson配置为优先级最高的，并且同时配置上JavaSerializationConverter，你会发现JavaSerializationConverter不管用了，请求是 GET + Accept: application/x-java-serialization，返回是 Content-Type: application/x-java-serialization;charset=UTF-8；，但是实际内容是json格式的，如下。

假如你把FastJson配置为优先级最低的，别的不管，你以为得到会是Jackson序列化后的结果。但实际上，你用浏览器直接敲得到的是FastJson的，用上面的 GET 的 fiddler结果是jackson的；

详细原因在下一篇讲解converter匹配规则时说。

这里说下原因中重要且值得吐槽的一点，那就是FastJsonHttpMessageConverter默认注册的MediaType的 */*，然后就有了上面的 请求是 GET + Accept: application/x-java-serialization，返回是 Content-Type: application/x-java-serialization;charset=UTF-8；，但是实际内容是json格式的，这种挂羊头卖狗肉的行为，明着违反HTTP协议的规范。

这个代码设计真是差，json框架就该只管json，这样霸道，什么格式都要管，为哪般！？

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相关代码：

https://gitee.com/page12/study-springboot/tree/springboot-3

https://github.com/page12/study-springboot/tree/springboot-3