深入了解Struts2返回JSON數據的原理及具體應用范例

fmms 12年前發布 | 351K 次閱讀 Struts2 JSON Web框架

早在我剛學Struts2之初的時候，就想寫一篇文章來闡述Struts2如何返回JSON數據的原理和具體應用了，但苦于一直忙于工作難以抽身，漸漸的也淡忘了此事。直到前兩天有同事在工作中遇到這個問題，來找我詢問，我又細細地給他講了一遍之后，才覺得無論如何要抽一個小時的時間來寫這篇文章，從頭到尾將Struts2與JSON的關系說清楚。

其實網絡中，關于這個問題的答案已是海量，我當初也是從這海量的答案中吸收精華，才將“Struts2返回JSON數據”這個問題搞清楚的。但是這些海量的答案，有一個共同的缺陷，就是作者們只關注問題核心，即“如何在具體的Struts2應用中返回JSON數據到客戶端”如何實現，而對于"為何要這樣實現"以及實現的本質卻解釋的不甚了了，在筆者看來這只是“授人以魚”而非筆者所推崇的“授人以魚的同時，授人以漁”。在這篇文章中，筆者將總結前輩們的經驗，并結合自己的理解，來從理論到實踐由淺入深的說明“Struts2返回JSON數據”這一問題。

JSON(JavaScript Object Notation)

首先來看一下JSON官方對于“JSON”的解釋：

JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數據交換格式。易于人閱讀和編寫。同時也易于機器解析和生成。它基于JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition - December 1999的一個子集。 JSON采用完全獨立于語言的文本格式，但是也使用了類似于C語言家族的習慣（包括C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, Python等）。這些特性使JSON成為理想的數據交換語言。(更多內容請參見JSON官網http://json.org/json-zh.html)

JSON建構于兩種結構：

“名稱/值”對的集合（A collection of name/value pairs）。不同的語言中，它被理解為對象（object），紀錄（record），結構（struct），字典（dictionary），哈希表（hash table），有鍵列表（keyed list），或者關聯數組（associative array）。

值的有序列表（An ordered list of values）。在大部分語言中，它被理解為數組（array）。

因為JSON中的值（value）可以是雙引號括起來的字符串（string）、數值(number)、true、false、 null、對象（object）或者數組（array），且這些結構可以嵌套，這種特性給予JSON表達數據以無限的可能：它既可以表達一個簡單的 key/value，也可以表達一個復雜的Map或List，而且它是易于閱讀和理解的。

Struts2中JSON的用武之地

因為JSON是脫離語言的理想的數據交換格式，所以它被頻繁的應用在客戶端與服務器的通信過程中，這一點是毋庸置疑的。而在客戶端與服務器的通信過程中，JSON數據的傳遞又被分為服務器向客戶端傳送JSON數據，和客戶端向服務器傳送JSON數據，前者的核心過程中將對象轉換成JSON，而后者的核心是將JSON轉換成對象，這是本質的區別。另外，值得一提的是，JSON數據在傳遞過程中，其實就是傳遞一個普通的符合JSON語法格式的字符串而已，所謂的“JSON對象”是指對這個JSON字符串解析和包裝后的結果，這一點請牢記，因為下面的內容會依賴這一點。

Struts2返回JSON數據到客戶端

這是最常見的需求，在AJAX大行其道的今天，向服務器請求JSON數據已成為每一個WEB應用必備的功能。拋開Struts2暫且不提，在常規WEB應用中由服務器返回JSON數據到客戶端有兩種方式：一是在Servlet中輸出JSON串，二是在JSP頁面中輸出JSON串。上文提到，服務器像客戶端返回JSON數據，其實就是返回一個符合JSON語法規范的字符串，所以在上述兩種方法中存在一個共同點，就是將需要返回的數據包裝稱符合JSON語法規范的字符串后在頁面中顯示。如下所示

使用Servlet返回JSON數據到客戶端：

package cn.ysh.studio.struts2.json.demo.servlet;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import net.sf.json.JSONObject;

import cn.ysh.studio.struts2.json.demo.bean.User;

public class JSON extends HttpServlet {

    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * The doGet method of the servlet. <br>
     *
     * This method is called when a form has its tag value method equals to get.
     * 
     * @param request the request send by the client to the server
     * @param response the response send by the server to the client
     * @throws ServletException if an error occurred
     * @throws IOException if an error occurred
     */
    public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {

        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out = response.getWriter();
        //將要被返回到客戶端的對象
        User user=new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONServlet");
        user.setPassword("JSON");
        user.setSay("Hello , i am a servlet !");
        JSONObject json=new JSONObject();
        json.accumulate("success", true);
        json.accumulate("user", user);
        out.println(json.toString());
//      因為JSON數據在傳遞過程中是以普通字符串形式傳遞的，所以我們也可以手動拼接符合JSON語法規范的字符串輸出到客戶端
//      以下這兩句的作用與38-46行代碼的作用是一樣的，將向客戶端返回一個User對象，和一個success字段
//      String jsonString="{\"user\":{\"id\":\"123\",\"name\":\"JSONServlet\",\"say\":\"Hello , i am a servlet !\",\"password\":\"JSON\"},\"success\":true}";
//      out.println(jsonString);
        out.flush();
        out.close();
    }

    /**
     * The doPost method of the servlet. <br>
     *
     * This method is called when a form has its tag value method equals to post.
     * 
     * @param request the request send by the client to the server
     * @param response the response send by the server to the client
     * @throws ServletException if an error occurred
     * @throws IOException if an error occurred
     */
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        doGet(request, response);
    }

}

結果在意料之中，如下圖所示:

使用JSP（或html等）返回JSON數據到客戶端：

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
{"user":{"id":"123","name":"JSONJSP","say":"Hello , i am a JSP !","password":"JSON"},"success":true}

這個就不用去看結果了吧。

再回到Struts，在Struts的MVC模型中，Action替代Servlet擔當了Model的角色，所以對于Struts而言，返回 JSON數據到客戶端，跟傳統的WEB應用一樣，存在兩種方式，即在Action中輸出JSON數據，和在視圖資源中輸出JSON數據。再往下細分的話，在Action中輸出JSON數據又分為兩種方式，一是使用傳統方式輸出自己包裝后的JSON數據，二是使用Struts自帶的JSON數據封裝功能來自動包裝并返回JSON數據。

在視圖資源中輸出JSON數據

Action處理完用戶請求后，將數據存放在某一位置，如request中，并返回視圖，然后Struts將跳轉至該視圖資源，在該視圖中，我們需要做的是將數據從存放位置中取出，然后將其轉換為JSON字符串，輸出在視圖中。這跟傳統WEB應用中在JSP頁面輸出JSON數據的做法如出一轍:

public String testByJSP() {
        User user = new User();
        user.setId("123");
        user.setName("Struts2");
        user.setPassword("123");
        user.setSay("Hello world !");
        JSONObject jsonObject=new JSONObject();
        jsonObject.accumulate("user", user);
        //這里在request對象中放了一個data，所以struts的result配置中不能有type="redirect"
        ServletActionContext.getRequest().setAttribute("data", jsonObject.toString());
        return SUCCESS;
    };

因為是常規的Struts流程配置，所以配置內容就不再展示了。

JSP代碼就非常簡單了,

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
${data }

結果如圖所示:

在Action中以傳統方式輸出JSON數據

這一點跟傳統的Servlet的處理方式基本上一模一樣，代碼如下

public void doAction() throws IOException{
        HttpServletResponse response=ServletActionContext.getResponse();
        //以下代碼從JSON.java中拷過來的
        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out;
        out = response.getWriter();
        //將要被返回到客戶端的對象
        User user=new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONActionGeneral");
        user.setPassword("JSON");
        user.setSay("Hello , i am a action to print a json!");
        JSONObject json=new JSONObject();
        json.accumulate("success", true);
        json.accumulate("user", user);
        out.println(json.toString());
//      因為JSON數據在傳遞過程中是以普通字符串形式傳遞的，所以我們也可以手動拼接符合JSON語法規范的字符串輸出到客戶端
//      以下這兩句的作用與38-46行代碼的作用是一樣的，將向客戶端返回一個User對象，和一個success字段
//      String jsonString="{\"user\":{\"id\":\"123\",\"name\":\"JSONActionGeneral\",\"say\":\"Hello , i am a action to print a json!\",\"password\":\"JSON\"},\"success\":true}";
//      out.println(jsonString);
        out.flush();
        out.close();
    }

struts.xml中的配置:

<package name="default" extends="struts-default" namespace="/">
    <action name="testJSONFromActionByGeneral" class="cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action.UserAction" method="doAction">
    </action>
</package>

注意:這個action沒有result，且doAction方法沒有返回值!

就不再貼圖了，因為結果可想而知!

在Action中以Struts2的方式輸出JSON數據

本著“不重復發明輪子”的原則，我們將轉換JSON數據的工作交給Struts2來做，那么相對于在Action中以傳統方式輸出JSON不同的是，Action是需要將注意力放在業務處理上，而無需關心處理結果是如何被轉換成JSON被返回客戶端的——這些工作通過簡單的配置，Struts2會幫我們做的更好。

public String testByAction() {
        // dataMap中的數據將會被Struts2轉換成JSON字符串，所以這里要先清空其中的數據
        dataMap.clear();
        User user = new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONActionStruts2");
        user.setPassword("123");
        user.setSay("Hello world !");
        dataMap.put("user", user);
        // 放入一個是否操作成功的標識
        dataMap.put("success", true);
        // 返回結果
        return SUCCESS;
    }

struts.xml中action的配置:

<package name="json" extends="json-default" namespace="/test">
        <action name="testByAction"
            class="cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action.UserAction" method="testByAction">
            <result type="json">
                <!-- 這里指定將被Struts2序列化的屬性，該屬性在action中必須有對應的getter方法 -->
                <param name="root">dataMap</param>
            </result>
        </action>
</package>

凡是使用Struts2序列化對象到JSON的action，所在的package必須繼承自json-default，注意，這里唯一的result，沒有指定name屬性。

結果如下圖所示:

上面很詳細的說明了在WEB應用中如何返回JSON數據到客戶端，講了那么多種方式，涉及的技術核心無非只有兩點：

1、將對象轉換成符合JSON語法格式的字符串；
2、將符合JSON語法格式的字符串返回客戶端；

第二點是整個實現過程的本質，但卻不難做到；第一點其實也不難，他甚至有兩種做法，一是通過字符串拼接方式，而是通過JSONObject以對象方式轉換。看下面的一個例子：

package cn.ysh.studio.struts2.json.demo.test;

import cn.ysh.studio.struts2.json.demo.bean.User;
import net.sf.json.JSONObject;

public class JSONTest {

    /**
     * 將普通的pojo轉換成JSON字符串
     * @return
     */
    public JSONObject bean2json() {
        User user = new User();
        user.setId("JSONTest");
        user.setName("JSONTest");
        user.setPassword("JSON");
        user.setSay("Hello,i am JSONTest.java");
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        jsonObject.accumulate("user", user);
        System.out.println("User轉換后的字符串:"+jsonObject.toString());
        return jsonObject;
    }

    /**
     * 從JSONObject對象中反向解析出User對象
     * @param jsonObject
     */
    public void json2bean(JSONObject jsonObject) {
        User user=(User)JSONObject.toBean((JSONObject)jsonObject.get("user"),User.class);
        System.out.println("轉換得到的User對象的Name為:"+user.getName());
    }

    public static void main(String[] s) {
        JSONTest tester=new JSONTest();
        tester.json2bean(tester.bean2json());
    }
}

JSON格式的字符串返回到客戶端后，客戶端會將其解析并封裝成真正的JSON對象，以供JS調用。

總結上述，其實只要明白了服務器返回JSON數據到客戶端的原理，做起來就游刃有余了，他甚至有非常多的可選方案，但既然是基于 Struts2的實現，那么肯定還是要用Struts2的方式來做啦，因為這樣確實可以省很多事。另外，在文章的最后，說明一下返回JSON數據時在 result中配置的參數的含義及其常見常見配置吧：

<result type="json">
                <!-- 這里指定將被Struts2序列化的屬性，該屬性在action中必須有對應的getter方法 -->
                <!-- 默認將會序列所有有返回值的getter方法的值，而無論該方法是否有對應屬性 -->
                <param name="root">dataMap</param>
                <!-- 指定是否序列化空的屬性 -->
                <param name="excludeNullProperties">true</param>
                <!-- 這里指定將序列化dataMap中的那些屬性 -->
                <param name="includeProperties">
                    userList.*
                </param>
                <!-- 這里指定將要從dataMap中排除那些屬性，這些排除的屬性將不被序列化，一半不與上邊的參數配置同時出現 -->
                <param name="excludeProperties">
                    SUCCESS
                </param>
</result>

值得一提的是通過Struts2來返回JSON數據，在IE中會提示下載，這個不用關心，換個瀏覽器就能正常展示JSON數據，而在JS調用中，更是毫無影響。

下面是整個Action的完整代碼:

package cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action;

import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

import org.apache.struts2.ServletActionContext;

import net.sf.json.JSONObject;

import cn.ysh.studio.struts2.json.demo.bean.User;

import com.opensymphony.xwork2.ActionSupport;

public class UserAction extends ActionSupport {

    /**
     * 
     */
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    //將會被Struts2序列化為JSON字符串的對象
    private Map<String, Object> dataMap;

    /**
     * 構造方法
     */
    public UserAction() {
        //初始化Map對象
        dataMap = new HashMap<String, Object>();
    }

    /**
     * 測試通過action以視圖方式返回JSON數據
     * @return
     */
    public String testByJSP() {
        User user = new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONActionJSP");
        user.setPassword("123");
        user.setSay("Hello world !");
        JSONObject jsonObject=new JSONObject();
        jsonObject.accumulate("user", user);
        jsonObject.accumulate("success", true);
        //這里在request對象中放了一個data，所以struts的result配置中不能有type="redirect"
        ServletActionContext.getRequest().setAttribute("data", jsonObject.toString());
        return SUCCESS;
    };

    /**
     * 測試通過action以Struts2默認方式返回JSON數據
     * @return
     */
    public String testByAction() {
        // dataMap中的數據將會被Struts2轉換成JSON字符串，所以這里要先清空其中的數據
        dataMap.clear();
        User user = new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONActionStruts2");
        user.setPassword("123");
        user.setSay("Hello world !");
        dataMap.put("user", user);
        // 放入一個是否操作成功的標識
        dataMap.put("success", true);
        // 返回結果
        return SUCCESS;
    }

    /**
     * 通過action是以傳統方式返回JSON數據
     * @throws IOException
     */
    public void doAction() throws IOException{
        HttpServletResponse response=ServletActionContext.getResponse();
        //以下代碼從JSON.java中拷過來的
        response.setContentType("text/html");
        PrintWriter out;
        out = response.getWriter();
        //將要被返回到客戶端的對象
        User user=new User();
        user.setId("123");
        user.setName("JSONActionGeneral");
        user.setPassword("JSON");
        user.setSay("Hello , i am a action to print a json!");
        JSONObject json=new JSONObject();
        json.accumulate("success", true);
        json.accumulate("user", user);
        out.println(json.toString());
//      因為JSON數據在傳遞過程中是以普通字符串形式傳遞的，所以我們也可以手動拼接符合JSON語法規范的字符串輸出到客戶端
//      以下這兩句的作用與38-46行代碼的作用是一樣的，將向客戶端返回一個User對象，和一個success字段
//      String jsonString="{\"user\":{\"id\":\"123\",\"name\":\"JSONActionGeneral\",\"say\":\"Hello , i am a action to print a json!\",\"password\":\"JSON\"},\"success\":true}";
//      out.println(jsonString);
        out.flush();
        out.close();
    }

    /**
     * Struts2序列化指定屬性時，必須有該屬性的getter方法，實際上，如果沒有屬性，而只有getter方法也是可以的
     * @return
     */
    public Map<String, Object> getDataMap() {
        return dataMap;
    }

}

完整的struts.xml配置文件如下:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE struts PUBLIC "-//Apache Software Foundation//DTD Struts Configuration 2.0//EN" 
    "http://struts.apache.org/dtds/struts-2.0.dtd">
<struts>
    <package name="json" extends="json-default" namespace="/test">
        <action name="testByAction"
            class="cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action.UserAction" method="testByAction">
            <result type="json">
                <!-- 這里指定將被Struts2序列化的屬性，該屬性在action中必須有對應的getter方法 -->
                <!-- 默認將會序列所有有返回值的getter方法的值，而無論該方法是否有對應屬性 -->
                <param name="root">dataMap</param>
                <!-- 指定是否序列化空的屬性 -->
                <!--
                <param name="excludeNullProperties">true</param>
                -->
                <!-- 這里指定將序列化dataMap中的那些屬性 -->
                <!-- 
                <param name="includeProperties">
                    userList.*
                </param>
                 -->
                <!-- 這里指定將要從dataMap中排除那些屬性，這些排除的屬性將不被序列化，一半不與上邊的參數配置同時出現 -->
                <!-- 
                <param name="excludeProperties">
                    SUCCESS
                </param>
                -->
            </result>
        </action>
    </package>
    <package name="default" extends="struts-default" namespace="/">
        <action name="testJSONFromActionByGeneral"
            class="cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action.UserAction" method="doAction">
        </action>
        <action name="testByJSP"
            class="cn.ysh.studio.struts2.json.demo.action.UserAction" method="testByJSP">
            <result name="success">/actionJSP.jsp</result>
        </action>
    </package>
</struts>

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