.NET 6新特性 | System.Text.Json功能改进

在.NET 6.0中，JSON处理库得到了显著的改进，主要体现在System.Text.Json上。以下是对.NET 6.0中改进的JSON处理库的详细分析：

一、System.Text.Json的引入与优势

在.NET 6中，Microsoft引入了新的JSON库System.Text.Json作为官方推荐的序列化框架，取代了以前常用的Newtonsoft.Json（Json.NET）。System.Text.Json提供了以下优势：

1. 性能提升：System.Text.Json使用了更少的内存开销，并且在处理大量数据时有显著的速度优势。这得益于其高效的序列化和反序列化机制，以及针对JSON处理进行的深度优化。
2. API更简洁：System.Text.Json的API设计更为直观和简单，许多操作可以直接通过LINQ表达式完成。这使得开发者在处理JSON数据时更加便捷和高效。
3. 兼容性强：虽然Json.NET支持的功能丰富，但大部分情况下System.Text.Json足够满足需求。同时，它能更好地与.NET的其他部分集成，提供了一致的编程体验。

二、System.Text.Json的新特性

在.NET 6中，System.Text.Json引入了多项新特性，以增强其功能和灵活性：

2.1 忽略循环引用：

在.NET 6中，System.Text.Json允许在序列化时忽略循环引用，避免了因循环依赖而导致的异常。这通过JsonSerializerOptions中的ReferenceHandler.IgnoreCycles选项来实现。

using System;  
using System.Text.Json;  
using System.Text.Json.Serialization;  
  
public class Person  
{  
    public string Name { get; set; }  
    public Person BestFriend { get; set; }  
}  
  
public class Program  
{  
    public static void Main()  
    {  
        var person = new Person  
        {  
            Name = "Alice",  
            BestFriend = new Person  
            {  
                Name = "Bob",  
                BestFriend = new Person { Name = "Alice" } // 循环引用  
            }  
        };  
  
        var options = new JsonSerializerOptions  
        {  
            ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles  
        };  
  
        string json = JsonSerializer.Serialize(person, options);  
        Console.WriteLine(json);  
    }  
}

在这个例子中，Person类有一个BestFriend属性，它指向另一个Person对象。如果BestFriend的BestFriend又指向原始对象，就会形成循环引用。通过设置JsonSerializerOptions的ReferenceHandler为IgnoreCycles，System.Text.Json会忽略这种循环引用，避免序列化时出现异常。 

2.2 序列化和反序列化的通知：

System.Text.Json公开了序列化和反序列化的通知接口，如IJsonOnDeserialized、IJsonOnDeserializing、IJsonOnSerialized和IJsonOnSerializing。这使得开发者可以在序列化和反序列化过程中执行自定义逻辑。

using System;  
using System.Text.Json;  
using System.Text.Json.Serialization;  
  
public class Person  
{  
    [JsonPropertyName("name")]  
    public string Name { get; set; }  
  
    [OnDeserialized]  
    public void OnDeserialized()  
    {  
        Console.WriteLine("Deserialized!");  
    }  
  
    [OnDeserializing]  
    public void OnDeserializing()  
    {  
        Console.WriteLine("Deserializing!");  
    }  
  
    [OnSerialized]  
    public void OnSerialized()  
    {  
        Console.WriteLine("Serialized!");  
    }  
  
    [OnSerializing]  
    public void OnSerializing()  
    {  
        Console.WriteLine("Serializing!");  
    }  
}  
  
public class Program  
{  
    public static void Main()  
    {  
        var person = new Person { Name = "Alice" };  
  
        string json = JsonSerializer.Serialize(person);  
        Console.WriteLine(json);  
  
        Person deserializedPerson = JsonSerializer.Deserialize<Person>(json);  
    }  
}

在这个例子中，Person类实现了IJsonOnDeserialized、IJsonOnDeserializing、IJsonOnSerialized和IJsonOnSerializing接口中的方法。这些方法在序列化和反序列化过程中会被自动调用，允许开发者在这些过程中执行自定义逻辑。

2.3 属 性排序支持：

通过JsonPropertyOrderAttribute特性，System.Text.Json允许控制属性的序列化顺序。这解决了之前序列化顺序由反射顺序决定的问题，提供了更灵活的属性排序方式。

using System;  
using System.Text.Json;  
using System.Text.Json.Serialization;  
  
[JsonPropertyOrder(nameof(LastName), nameof(FirstName))]  
public class Person  
{  
    public string FirstName { get; set; }  
    public string LastName { get; set; }  
}  
  
public class Program  
{  
    public static void Main()  
    {  
        var person = new Person { FirstName = "John", LastName = "Doe" };  
  
        string json = JsonSerializer.Serialize(person);  
        Console.WriteLine(json); // 输出: {"LastName":"Doe","FirstName":"John"}  
    }  
}

在这个例子中，Person类使用了JsonPropertyOrderAttribute来指定属性的序列化顺序。在这个例子中，LastName会在FirstName之前被序列化。 

2.4 Utf8JsonWriter的使用：

System.Text.Json提供了Utf8JsonWriter类，用于高效地编写原始JSON。这使得开发者可以直接操作JSON的字节流，提高了JSON生成的效率和灵活性。

using System;  
using System.Buffers.Text;  
using System.Text.Json;  
  
public class Program  
{  
    public static void Main()  
    {  
        using (var doc = new Utf8JsonWriter(new ArrayBufferWriter<byte>()))  
        {  
            doc.WriteStartObject();  
            doc.WriteString("name", "Alice");  
            doc.WriteNumber("age", 30);  
            doc.WriteEndObject();  
  
            string json = Encoding.UTF8.GetString(doc.Flush());  
            Console.WriteLine(json);  
        }  
    }  
}

2.5 对IAsyncEnumerable的支持：

System.Text.Json现在支持（反）序列化JSON数组为IAsyncEnumerable<T>类型，这使得在处理大量数据时可以更加高效地利用异步编程模式。

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.IO;  
using System.Linq;  
using System.Text.Json;  
using System.Threading.Tasks;  
  
public class Program  
{  
    public static async Task Main()  
    {  
        async IAsyncEnumerable<int> GetNumbersAsync()  
        {  
            for (int i = 0; i < 10; i++)  
            {  
                await Task.Delay(100); // 模拟异步操作  
                yield return i;  
            }  
        }  
  
        using (var stream = new MemoryStream())  
        using (var writer = new Utf8JsonWriter(stream))  
        {  
            writer.WriteStartArray();  
            await foreach (var number in GetNumbersAsync())  
            {  
                writer.WriteNumberValue(number);  
            }  
            writer.WriteEndArray();  
  
            string json = Encoding.UTF8.GetString(stream.ToArray());  
            Console.WriteLine(json);  
        }  
    }  
}

在这个例子中，GetNumbersAsync是一个返回IAsyncEnumerable<int>的异步方法。Utf8JsonWriter被用来将异步生成的数字序列化为JSON数组。这种方式对于处理大量数据或需要异步操作的场景特别有用。

三、与Newtonsoft.Json的比较

尽管Newtonsoft.Json在过去一直是.NET生态中处理JSON的流行选择，但System.Text.Json在.NET 6中的引入提供了以下优势：

1. 性能优势：System.Text.Json在性能和内存使用方面通常优于Newtonsoft.Json，特别是在处理大量数据时。
2. 内置支持：System.Text.Json内置于.NET 6核心库中，不需要额外安装，降低了项目的依赖性和复杂性。
3. 一致性：System.Text.Json与.NET的其他部分更好地集成，提供了一致的编程体验。

然而，Newtonsoft.Json仍然是一个功能丰富的JSON库，提供了许多高级特性和自定义选项。如果项目需要这些高级特性或已经在使用Newtonsoft.Json，并且没有性能或内存使用方面的问题，那么继续使用Newtonsoft.Json也是一个可行的选择。

综上所述，.NET 6.0中的System.Text.Json库在性能、API简洁性、兼容性以及新特性方面都有显著的改进。这些改进使得System.Text.Json成为处理JSON数据的强大工具，为.NET开发者提供了更高效、更便捷的JSON处理能力。