今天，我来和你聊聊序列化相关的坑和最佳实践。

序列化是把对象转换为字节流的过程，以方便传输或存储。反序列化，则是反过来把字节流转换为对象的过程。在介绍文件 IO的时候，我提到字符编码是把字符转换为二进制的过程，至于怎么转换需要由字符集制定规则。同样地，对象的序列化和反序列化，也需要由序列化算法制定规则。

关于序列化算法，几年前常用的有 JDK（Java）序列化、XML 序列化等，但前者不能跨语言，后者性能较差（时间空间开销大）；现在 RESTful 应用最常用的是 JSON 序列化，追求性能的 RPC 框架（比如 gRPC）使用 protobuf 序列化，这 2 种方法都是跨语言的，而且性能不错，应用广泛。

在架构设计阶段，我们可能会重点关注算法选型，在性能、易用性和跨平台性等中权衡，不过这里的坑比较少。通常情况下，序列化问题常见的坑会集中在业务场景中，比如 Redis、参数和响应序列化反序列化。

今天，我们就一起聊聊开发中序列化常见的一些坑吧。

序列化和反序列化需要确保算法一致

业务代码中涉及序列化时，很重要的一点是要确保序列化和反序列化的算法一致性。有一次我要排查缓存命中率问题，需要运维同学帮忙拉取 Redis 中的 Key，结果他反馈 Redis 中存的都是乱码，怀疑 Redis 被攻击了。其实呢，这个问题就是序列化算法导致的，我们来看下吧。

在这个案例中，开发同学使用 RedisTemplate 来操作 Redis 进行数据缓存。因为相比于 Jedis，使用 Spring 提供的 RedisTemplate 操作 Redis，除了无需考虑连接池、更方便外，还可以与 Spring Cache 等其他组件无缝整合。如果使用 Spring Boot 的话，无需任何配置就可以直接使用。

数据（包含 Key 和 Value）要保存到 Redis，需要经过序列化算法来序列化成字符串。虽然 Redis 支持多种数据结构，比如 Hash，但其每一个 field 的 Value 还是字符串。如果 Value 本身也是字符串的话，能否有便捷的方式来使用 RedisTemplate，而无需考虑序列化呢？

其实是有的，那就是 StringRedisTemplate。

那 StringRedisTemplate 和 RedisTemplate 的区别是什么呢？开头提到的乱码又是怎么回事呢？带着这些问题让我们来研究一下吧。

写一段测试代码，在应用初始化完成后向 Redis 设置两组数据，第一次使用 RedisTemplate 设置 Key 为 redisTemplate、Value 为 User 对象，第二次使用 StringRedisTemplate 设置 Key 为 stringRedisTemplate、Value 为 JSON 序列化后的 User 对象：

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
@Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
@Autowired
private ObjectMapper objectMapper;
@PostConstruct
public void init() throws JsonProcessingException {
    redisTemplate.opsForValue().set("redisTemplate", new User("zhuye", 36));
    stringRedisTemplate.opsForValue().set("stringRedisTemplate", objectMapper.writeValueAsString(new User("zhuye", 36)));
}

如果你认为，StringRedisTemplate 和 RedisTemplate 的区别，无非是读取的 Value 是 String 和 Object，那就大错特错了，因为使用这两种方式存取的数据完全无法通用。

我们做个小实验，通过 RedisTemplate 读取 Key 为 stringRedisTemplate 的 Value，使用 StringRedisTemplate 读取 Key 为 redisTemplate 的 Value：

log.info("redisTemplate get {}", redisTemplate.opsForValue().get("stringRedisTemplate"));
log.info("stringRedisTemplate get {}", stringRedisTemplate.opsForValue().get("redisTemplate"));

结果是，两次都无法读取到 Value：

[11:49:38.478] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:38  ] - redisTemplate get null
[11:49:38.481] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:39  ] - stringRedisTemplate get null

通过 redis-cli 客户端工具连接到 Redis，你会发现根本就没有叫作 redisTemplate 的 Key，所以 StringRedisTemplate 无法查到数据：

image-20221015074744200

查看 RedisTemplate 的源码发现，默认情况下 RedisTemplate 针对 Key 和 Value 使用了 JDK 序列化：

public void afterPropertiesSet() {
  ...
  if (defaultSerializer == null) {
    defaultSerializer = new JdkSerializationRedisSerializer(
        classLoader != null ? classLoader : this.getClass().getClassLoader());
  }
  if (enableDefaultSerializer) {
    if (keySerializer == null) {
      keySerializer = defaultSerializer;
      defaultUsed = true;
    }
    if (valueSerializer == null) {
      valueSerializer = defaultSerializer;
      defaultUsed = true;
    }
    if (hashKeySerializer == null) {
      hashKeySerializer = defaultSerializer;
      defaultUsed = true;
    }
    if (hashValueSerializer == null) {
      hashValueSerializer = defaultSerializer;
      defaultUsed = true;
    }
  }
  ...
}

redis-cli 看到的类似一串乱码的"\xac\xed\x00\x05t\x00\rredisTemplate"字符串，其实就是字符串 redisTemplate 经过 JDK 序列化后的结果。这就回答了之前提到的乱码问题。而 RedisTemplate 尝试读取 Key 为 stringRedisTemplate 数据时，也会对这个字符串进行 JDK 序列化处理，所以同样无法读取到数据。

而 StringRedisTemplate 对于 Key 和 Value，使用的是 String 序列化方式，Key 和 Value 只能是 String：

public class StringRedisTemplate extends RedisTemplate<String, String> {
  public StringRedisTemplate() {
    setKeySerializer(RedisSerializer.string());
    setValueSerializer(RedisSerializer.string());
    setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
    setHashValueSerializer(RedisSerializer.string());
  }
}
public class StringRedisSerializer implements RedisSerializer<String> {
  @Override
  public String deserialize(@Nullable byte[] bytes) {
    return (bytes == null ? null : new String(bytes, charset));
  }
  @Override
  public byte[] serialize(@Nullable String string) {
    return (string == null ? null : string.getBytes(charset));
  }
}

看到这里，我们应该知道 RedisTemplate 和 StringRedisTemplate 保存的数据无法通用。修复方式就是，让它们读取自己存的数据：

  • 使用 RedisTemplate 读出的数据，由于是 Object 类型的，使用时可以先强制转换为 User 类型；

  • 使用 StringRedisTemplate 读取出的字符串，需要手动将 JSON 反序列化为 User 类型。

//使用RedisTemplate获取Value，无需反序列化就可以拿到实际对象，虽然方便，但是Redis中保存的Key和Value不易读
User userFromRedisTemplate = (User) redisTemplate.opsForValue().get("redisTemplate");
log.info("redisTemplate get {}", userFromRedisTemplate);
//使用StringRedisTemplate，虽然Key正常，但是Value存取需要手动序列化成字符串
User userFromStringRedisTemplate = objectMapper.readValue(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stringRedisTemplate"), User.class);
log.info("stringRedisTemplate get {}", userFromStringRedisTemplate);

这样就可以得到正确输出：

[13:32:09.087] [http-nio-45678-exec-6] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:45  ] - redisTemplate get User(name=zhuye, age=36)
[13:32:09.092] [http-nio-45678-exec-6] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:47  ] - stringRedisTemplate get User(name=zhuye, age=36)

看到这里你可能会说，使用 RedisTemplate 获取 Value 虽然方便，但是 Key 和 Value 不易读；而使用 StringRedisTemplate 虽然 Key 是普通字符串，但是 Value 存取需要手动序列化成字符串，有没有两全其美的方式呢？

当然有，自己定义 RedisTemplate 的 Key 和 Value 的序列化方式即可：Key 的序列化使用 RedisSerializer.string()（也就是 StringRedisSerializer 方式）实现字符串序列化，而 Value 的序列化使用 Jackson2JsonRedisSerializer：

@Bean
public <T> RedisTemplate<String, T> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
    RedisTemplate<String, T> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
    redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
    Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
    redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
    redisTemplate.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
    redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
    redisTemplate.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
    redisTemplate.afterPropertiesSet();
    return redisTemplate;
}

写代码测试一下存取，直接注入类型为 RedisTemplate<String, User> 的 userRedisTemplate 字段，然后在 right2 方法中，使用注入的 userRedisTemplate 存入一个 User 对象，再分别使用 userRedisTemplate 和 StringRedisTemplate 取出这个对象：

@Autowired
private RedisTemplate<String, User> userRedisTemplate;
@GetMapping("right2")
public void right2() {
    User user = new User("zhuye", 36);
    userRedisTemplate.opsForValue().set(user.getName(), user);
    Object userFromRedis = userRedisTemplate.opsForValue().get(user.getName());
    log.info("userRedisTemplate get {} {}", userFromRedis, userFromRedis.getClass());
    log.info("stringRedisTemplate get {}", stringRedisTemplate.opsForValue().get(user.getName()));
}

乍一看没啥问题，StringRedisTemplate 成功查出了我们存入的数据：

[14:07:41.315] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:55  ] - userRedisTemplate get {name=zhuye, age=36} class java.util.LinkedHashMap
[14:07:41.318] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:56  ] - stringRedisTemplate get {"name":"zhuye","age":36}

Redis 里也可以查到 Key 是纯字符串，Value 是 JSON 序列化后的 User 对象：

image-20221015075052747

但值得注意的是，这里有一个坑。第一行的日志输出显示，userRedisTemplate 获取到的 Value，是 LinkedHashMap 类型的，完全不是泛型的 RedisTemplate 设置的 User 类型。

如果我们把代码里从 Redis 中获取到的 Value 变量类型由 Object 改为 User，编译不会出现问题，但会出现 ClassCastException：

java.lang.ClassCastException: java.util.LinkedHashMap cannot be cast to org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo1.User

修复方式是，修改自定义 RestTemplate 的代码，把 new 出来的 Jackson2JsonRedisSerializer 设置一个自定义的 ObjectMapper，启用 activateDefaultTyping 方法把类型信息作为属性写入序列化后的数据中（当然了，你也可以调整 JsonTypeInfo.As 枚举以其他形式保存类型信息）：

...
Jackson2JsonRedisSerializer jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
//把类型信息作为属性写入Value
objectMapper.activateDefaultTyping(objectMapper.getPolymorphicTypeValidator(), ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL, JsonTypeInfo.As.PROPERTY);
jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(objectMapper);
...

或者，直接使用 RedisSerializer.json() 快捷方法，它内部使用的 GenericJackson2JsonRedisSerializer 直接设置了把类型作为属性保存到 Value 中：

redisTemplate.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
redisTemplate.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
redisTemplate.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
redisTemplate.setHashValueSerializer(RedisSerializer.json());

重启程序调用 right2 方法进行测试，可以看到，从自定义的 RedisTemplate 中获取到的 Value 是 User 类型的（第一行日志），而且 Redis 中实际保存的 Value 包含了类型完全限定名（第二行日志）：

[15:10:50.396] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:55  ] - userRedisTemplate get User(name=zhuye, age=36) class org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo1.User
[15:10:50.399] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [.t.c.s.demo1.RedisTemplateController:56  ] - stringRedisTemplate get ["org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo1.User",{"name":"zhuye","age":36}]

因此，反序列化时可以直接得到 User 类型的 Value。

通过对 RedisTemplate 组件的分析，可以看到，当数据需要序列化后保存时，读写数据使用一致的序列化算法的必要性，否则就像对牛弹琴。

这里，我再总结下 Spring 提供的 4 种 RedisSerializer（Redis 序列化器）：

  • 默认情况下，RedisTemplate 使用 JdkSerializationRedisSerializer，也就是 JDK 序列化，容易产生 Redis 中保存了乱码的错觉。

  • 通常考虑到易读性，可以设置 Key 的序列化器为 StringRedisSerializer。但直接使用 RedisSerializer.string()，相当于使用了 UTF_8 编码的 StringRedisSerializer，需要注意字符集问题。

  • 如果希望 Value 也是使用 JSON 序列化的话，可以把 Value 序列化器设置为 Jackson2JsonRedisSerializer。默认情况下，不会把类型信息保存在 Value 中，即使我们定义 RedisTemplate 的 Value 泛型为实际类型，查询出的 Value 也只能是 LinkedHashMap 类型。如果希望直接获取真实的数据类型，你可以启用 Jackson ObjectMapper 的 activateDefaultTyping 方法，把类型信息一起序列化保存在 Value 中。

  • 如果希望 Value 以 JSON 保存并带上类型信息，更简单的方式是，直接使用 RedisSerializer.json() 快捷方法来获取序列化器。

注意 Jackson JSON 反序列化对额外字段的处理

前面我提到，通过设置 JSON 序列化工具 Jackson 的 activateDefaultTyping 方法，可以在序列化数据时写入对象类型。其实，Jackson 还有很多参数可以控制序列化和反序列化，是一个功能强大而完善的序列化工具。因此，很多框架都将 Jackson 作为 JDK 序列化工具，比如 Spring Web。但也正是这个原因，我们使用时要小心各个参数的配置。

比如，在开发 Spring Web 应用程序时，如果自定义了 ObjectMapper，并把它注册成了 Bean，那很可能会导致 Spring Web 使用的 ObjectMapper 也被替换，导致 Bug。

我们来看一个案例。程序一开始是正常的，某一天开发同学希望修改一下 ObjectMapper 的行为，让枚举序列化为索引值而不是字符串值，比如默认情况下序列化一个 Color 枚举中的 Color.BLUE 会得到字符串 BLUE：

@Autowired
private ObjectMapper objectMapper;
@GetMapping("test")
public void test() throws JsonProcessingException {
  log.info("color:{}", objectMapper.writeValueAsString(Color.BLUE));
}
enum Color {
    RED, BLUE
}

于是，这位同学就重新定义了一个 ObjectMapper Bean，开启了 WRITE_ENUMS_USING_INDEX 功能特性：

@Bean
public ObjectMapper objectMapper(){
    ObjectMapper objectMapper=new ObjectMapper();
    objectMapper.configure(SerializationFeature.WRITE_ENUMS_USING_INDEX,true);
    return objectMapper;
}

开启这个特性后，Color.BLUE 枚举序列化成索引值 1：

[16:11:37.382] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [c.s.d.JsonIgnorePropertiesController:19  ] - color:1

修改后处理枚举序列化的逻辑是满足了要求，但线上爆出了大量 400 错误，日志中也出现了很多 UnrecognizedPropertyException：

JSON parse error: Unrecognized field \"ver\" (class org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo4.UserWrong), not marked as ignorable; nested exception is com.fasterxml.jackson.databind.exc.UnrecognizedPropertyException: Unrecognized field \"version\" (class org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo4.UserWrong), not marked as ignorable (one known property: \"name\"])\n at [Source: (PushbackInputStream); line: 1, column: 22] (through reference chain: org.geekbang.time.commonmistakes.serialization.demo4.UserWrong[\"ver\"])

从异常信息中可以看到，这是因为反序列化的时候，原始数据多了一个 version 属性。进一步分析发现，我们使用了 UserWrong 类型作为 Web 控制器 wrong 方法的入参，其中只有一个 name 属性：

@Data
public class UserWrong {
    private String name;
}
@PostMapping("wrong")
public UserWrong wrong(@RequestBody UserWrong user) {
    return user;
}

而客户端实际传过来的数据多了一个 version 属性。那，为什么之前没这个问题呢？

问题就出在，自定义 ObjectMapper 启用 WRITE_ENUMS_USING_INDEX 序列化功能特性时，覆盖了 Spring Boot 自动创建的 ObjectMapper；而这个自动创建的 ObjectMapper 设置过 FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES 反序列化特性为 false，以确保出现未知字段时不要抛出异常。源码如下：

public MappingJackson2HttpMessageConverter() {
  this(Jackson2ObjectMapperBuilder.json().build());
}
public class Jackson2ObjectMapperBuilder {
...
  private void customizeDefaultFeatures(ObjectMapper objectMapper) {
    if (!this.features.containsKey(MapperFeature.DEFAULT_VIEW_INCLUSION)) {
      configureFeature(objectMapper, MapperFeature.DEFAULT_VIEW_INCLUSION, false);
    }
    if (!this.features.containsKey(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES)) {
      configureFeature(objectMapper, DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES, false);
    }
  }
}

要修复这个问题，有三种方式：

  • 第一种，同样禁用自定义的 ObjectMapper 的 FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES：
@Bean
public ObjectMapper objectMapper(){
    ObjectMapper objectMapper=new ObjectMapper();
    objectMapper.configure(SerializationFeature.WRITE_ENUMS_USING_INDEX,true);
    objectMapper.configure(DeserializationFeature.FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES,false);
    return objectMapper;
}
  • 第二种，设置自定义类型，加上 @JsonIgnoreProperties 注解，开启 ignoreUnknown 属性，以实现反序列化时忽略额外的数据：
@Data
@JsonIgnoreProperties(ignoreUnknown = true)
public class UserRight {
    private String name;
}
  • 第三种，不要自定义 ObjectMapper，而是直接在配置文件设置相关参数，来修改 Spring 默认的 ObjectMapper 的功能。比如，直接在配置文件启用把枚举序列化为索引号：
spring.jackson.serialization.write_enums_using_index=true

或者可以直接定义 Jackson2ObjectMapperBuilderCustomizer Bean 来启用新特性：

@Bean
public Jackson2ObjectMapperBuilderCustomizer customizer(){
    return builder -> builder.featuresToEnable(SerializationFeature.WRITE_ENUMS_USING_INDEX);
}

这个案例告诉我们两点：

  • Jackson 针对序列化和反序列化有大量的细节功能特性，我们可以参考 Jackson 官方文档来了解这些特性，详见SerializationFeature、DeserializationFeature和MapperFeature。

  • 忽略多余字段，是我们写业务代码时最容易遇到的一个配置项。Spring Boot 在自动配置时贴心地做了全局设置。如果需要设置更多的特性，可以直接修改配置文件 spring.jackson.** 或设置 Jackson2ObjectMapperBuilderCustomizer 回调接口，来启用更多设置，无需重新定义 ObjectMapper Bean。

反序列化时要小心类的构造方法

使用 Jackson 反序列化时，除了要注意忽略额外字段的问题外，还要小心类的构造方法。我们看一个实际的踩坑案例吧。

有一个 APIResult 类包装了 REST 接口的返回体（作为 Web 控制器的出参），其中 boolean 类型的 success 字段代表是否处理成功、int 类型的 code 字段代表处理状态码。

开始时，在返回 APIResult 的时候每次都根据 code 来设置 success。如果 code 是 2000，那么 success 是 true，否则是 false。后来为了减少重复代码，把这个逻辑放到了 APIResult 类的构造方法中处理：

@Data
public class APIResultWrong {
    private boolean success;
    private int code;
    public APIResultWrong() {
    }
    public APIResultWrong(int code) {
        this.code = code;
        if (code == 2000) success = true;
        else success = false;
    }
}

经过改动后发现，即使 code 为 2000，返回 APIResult 的 success 也是 false。比如，我们反序列化两次 APIResult，一次使用 code==1234，一次使用 code==2000：

@Autowired
ObjectMapper objectMapper;
@GetMapping("wrong")
public void wrong() throws JsonProcessingException {
    log.info("result :{}", objectMapper.readValue("{\"code\":1234}", APIResultWrong.class));
    log.info("result :{}", objectMapper.readValue("{\"code\":2000}", APIResultWrong.class));
}

日志输出如下：

[17:36:14.591] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [DeserializationConstructorController:20  ] - result :APIResultWrong(success=false, code=1234)
[17:36:14.591] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [DeserializationConstructorController:21  ] - result :APIResultWrong(success=false, code=2000)

可以看到，两次的 APIResult 的 success 字段都是 false。

出现这个问题的原因是，默认情况下，在反序列化的时候，Jackson 框架只会调用无参构造方法创建对象。如果走自定义的构造方法创建对象，需要通过 @JsonCreator 来指定构造方法，并通过 @JsonProperty 设置构造方法中参数对应的 JSON 属性名：

@Data
public class APIResultRight {
    ...
    @JsonCreator
    public APIResultRight(@JsonProperty("code") int code) {
        this.code = code;
        if (code == 2000) success = true;
        else success = false;
    }
}

重新运行程序，可以得到正确输出：

[17:41:23.188] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [DeserializationConstructorController:26  ] - result :APIResultRight(success=false, code=1234)
[17:41:23.188] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [DeserializationConstructorController:27  ] - result :APIResultRight(success=true, code=2000)

可以看到，这次传入 code==2000 时，success 可以设置为 true。

枚举作为 API 接口参数或返回值的两个大坑

在前面的例子中，我演示了如何把枚举序列化为索引值。但对于枚举，我建议尽量在程序内部使用，而不是作为 API 接口的参数或返回值，原因是枚举涉及序列化和反序列化时会有两个大坑。

第一个坑是，客户端和服务端的枚举定义不一致时，会出异常。比如，客户端版本的枚举定义了 4 个枚举值：

@Getter
enum StatusEnumClient {
    CREATED(1, "已创建"),
    PAID(2, "已支付"),
    DELIVERED(3, "已送到"),
    FINISHED(4, "已完成");
    private final int status;
    private final String desc;
    StatusEnumClient(Integer status, String desc) {
        this.status = status;
        this.desc = desc;
    }
}

服务端定义了 5 个枚举值：

@Getter
enum StatusEnumServer {
    ...
    CANCELED(5, "已取消");
    private final int status;
    private final String desc;
    StatusEnumServer(Integer status, String desc) {
        this.status = status;
        this.desc = desc;
    }
}

写代码测试一下，使用 RestTemplate 来发起请求，让服务端返回客户端不存在的枚举值：

@GetMapping("getOrderStatusClient")
public void getOrderStatusClient() {
    StatusEnumClient result = restTemplate.getForObject("http://localhost:45678/enumusedinapi/getOrderStatus", StatusEnumClient.class);
    log.info("result {}", result);
}
@GetMapping("getOrderStatus")
public StatusEnumServer getOrderStatus() {
    return StatusEnumServer.CANCELED;
}

访问接口会出现如下异常信息，提示在枚举 StatusEnumClient 中找不到 CANCELED：

JSON parse error: Cannot deserialize value of type `org.geekbang.time.commonmistakes.enums.enumusedinapi.StatusEnumClient` from String "CANCELED": not one of the values accepted for Enum class: [CREATED, FINISHED, DELIVERED, PAID];

要解决这个问题，可以开启 Jackson 的 read_unknown_enum_values_using_default_value 反序列化特性，也就是在枚举值未知的时候使用默认值：

spring.jackson.deserialization.read_unknown_enum_values_using_default_value=true

并为枚举添加一个默认值，使用 @JsonEnumDefaultValue 注解注释：

@JsonEnumDefaultValue
UNKNOWN(-1, "未知");

需要注意的是，这个枚举值一定是添加在客户端 StatusEnumClient 中的，因为反序列化使用的是客户端枚举。

这里还有一个小坑是，仅仅这样配置还不能让 RestTemplate 生效这个反序列化特性，还需要配置 RestTemplate，来使用 Spring Boot 的 MappingJackson2HttpMessageConverter 才行：

@Bean
public RestTemplate restTemplate(MappingJackson2HttpMessageConverter mappingJackson2HttpMessageConverter) {
    return new RestTemplateBuilder()
            .additionalMessageConverters(mappingJackson2HttpMessageConverter)
            .build();
}

现在，请求接口可以返回默认值了：

[21:49:03.887] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.e.e.EnumUsedInAPIController:25  ] - result UNKNOWN

第二个坑，也是更大的坑，枚举序列化反序列化实现自定义的字段非常麻烦，会涉及 Jackson 的 Bug。比如，下面这个接口，传入枚举 List，为 List 增加一个 CENCELED 枚举值然后返回：

@PostMapping("queryOrdersByStatusList")
public List<StatusEnumServer> queryOrdersByStatus(@RequestBody List<StatusEnumServer> enumServers) {
    enumServers.add(StatusEnumServer.CANCELED);
    return enumServers;
}

如果我们希望根据枚举的 Desc 字段来序列化，传入“已送到”作为入参：

image-20221015083426902

会得到异常，提示“已送到”不是正确的枚举值：

JSON parse error: Cannot deserialize value of type `org.geekbang.time.commonmistakes.enums.enumusedinapi.StatusEnumServer` from String "已送到": not one of the values accepted for Enum class: [CREATED, CANCELED, FINISHED, DELIVERED, PAID]

显然，这里反序列化使用的是枚举的 name，序列化也是一样：

image-20221015083509154

你可能也知道，要让枚举的序列化和反序列化走 desc 字段，可以在字段上加 @JsonValue 注解，修改 StatusEnumServer 和 StatusEnumClient：

@JsonValue
private final String desc;

然后再尝试下，果然可以用 desc 作为入参了，而且出参也使用了枚举的 desc：

image-20221015083544130

但是，如果你认为这样就完美解决问题了，那就大错特错了。你可以再尝试把 @JsonValue 注解加在 int 类型的 status 字段上，也就是希望序列化反序列化走 status 字段：

@JsonValue
private final int status;

写一个客户端测试一下，传入 CREATED 和 PAID 两个枚举值：

@GetMapping("queryOrdersByStatusListClient")
public void queryOrdersByStatusListClient() {
    List<StatusEnumClient> request = Arrays.asList(StatusEnumClient.CREATED, StatusEnumClient.PAID);
    HttpEntity<List<StatusEnumClient>> entity = new HttpEntity<>(request, new HttpHeaders());
    List<StatusEnumClient> response = restTemplate.exchange("http://localhost:45678/enumusedinapi/queryOrdersByStatusList",
            HttpMethod.POST, entity, new ParameterizedTypeReference<List<StatusEnumClient>>() {}).getBody();
    log.info("result {}", response);
}

请求接口可以看到，传入的是 CREATED 和 PAID，返回的居然是 DELIVERED 和 FINISHED。果然如标题所说，一来一回你已不是原来的你：

[22:03:03.579] [http-nio-45678-exec-4] [INFO ] [o.g.t.c.e.e.EnumUsedInAPIController:34  ] - result [DELIVERED, FINISHED, UNKNOWN]

出现这个问题的原因是，序列化走了 status 的值，而反序列化并没有根据 status 来，还是使用了枚举的 ordinal() 索引值。这是 Jackson至今（2.10）没有解决的 Bug，应该会在 2.11 解决。

如下图所示，我们调用服务端接口，传入一个不存在的 status 值 0，也能反序列化成功，最后服务端的返回是 1：

image-20221015083709890

有一个解决办法是，设置 @JsonCreator 来强制反序列化时使用自定义的工厂方法，可以实现使用枚举的 status 字段来取值。我们把这段代码加在 StatusEnumServer 枚举类中：

@JsonCreator
public static StatusEnumServer parse(Object o) {
    return Arrays.stream(StatusEnumServer.values()).filter(value->o.equals(value.status)).findFirst().orElse(null);
}

要特别注意的是，我们同样要为 StatusEnumClient 也添加相应的方法。因为除了服务端接口接收 StatusEnumServer 参数涉及一次反序列化外，从服务端返回值转换为 List 还会有一次反序列化：

@JsonCreator
public static StatusEnumClient parse(Object o) {
    return Arrays.stream(StatusEnumClient.values()).filter(value->o.equals(value.status)).findFirst().orElse(null);
}

重新调用接口发现，虽然结果正确了，但是服务端不存在的枚举值 CANCELED 被设置为了 null，而不是 @JsonEnumDefaultValue 设置的 UNKNOWN。

这个问题，我们之前已经通过设置 @JsonEnumDefaultValue 注解解决了，但现在又出现了：

[22:20:13.727] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.e.e.EnumUsedInAPIController:34  ] - result [CREATED, PAID, null]

原因也很简单，我们自定义的 parse 方法实现的是找不到枚举值时返回 null。

为彻底解决这个问题，并避免通过 @JsonCreator 在枚举中自定义一个非常复杂的工厂方法，我们可以实现一个自定义的反序列化器。这段代码比较复杂，我特意加了详细的注释：

class EnumDeserializer extends JsonDeserializer<Enum> implements
        ContextualDeserializer {
    private Class<Enum> targetClass;
    public EnumDeserializer() {
    }
    public EnumDeserializer(Class<Enum> targetClass) {
        this.targetClass = targetClass;
    }
    @Override
    public Enum deserialize(JsonParser p, DeserializationContext ctxt) {
        //找枚举中带有@JsonValue注解的字段，这是我们反序列化的基准字段
        Optional<Field> valueFieldOpt = Arrays.asList(targetClass.getDeclaredFields()).stream()
                .filter(m -> m.isAnnotationPresent(JsonValue.class))
                .findFirst();
        if (valueFieldOpt.isPresent()) {
            Field valueField = valueFieldOpt.get();
            if (!valueField.isAccessible()) {
                valueField.setAccessible(true);
            }
            //遍历枚举项，查找字段的值等于反序列化的字符串的那个枚举项
            return Arrays.stream(targetClass.getEnumConstants()).filter(e -> {
                try {
                    return valueField.get(e).toString().equals(p.getValueAsString());
                } catch (Exception ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
                return false;
            }).findFirst().orElseGet(() -> Arrays.stream(targetClass.getEnumConstants()).filter(e -> {
                //如果找不到，就需要寻找默认枚举值来替代，同样遍历所有枚举项，查找@JsonEnumDefaultValue注解标识的枚举项
                try {
                    return targetClass.getField(e.name()).isAnnotationPresent(JsonEnumDefaultValue.class);
                } catch (Exception ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }
                return false;
            }).findFirst().orElse(null));
        }
        return null;
    }
    @Override
    public JsonDeserializer<?> createContextual(DeserializationContext ctxt,
                                                BeanProperty property) throws JsonMappingException {
        targetClass = (Class<Enum>) ctxt.getContextualType().getRawClass();
        return new EnumDeserializer(targetClass);
    }
}

然后，把这个自定义反序列化器注册到 Jackson 中：

@Bean
public Module enumModule() {
    SimpleModule module = new SimpleModule();
    module.addDeserializer(Enum.class, new EnumDeserializer());
    return module;
}

第二个大坑终于被完美地解决了：

[22:32:28.327] [http-nio-45678-exec-1] [INFO ] [o.g.t.c.e.e.EnumUsedInAPIController:34  ] - result [CREATED, PAID, UNKNOWN]

这样做，虽然解决了序列化反序列化使用枚举中自定义字段的问题，也解决了找不到枚举值时使用默认值的问题，但解决方案很复杂。因此，我还是建议在 DTO 中直接使用 int 或 String 等简单的数据类型，而不是使用枚举再配合各种复杂的序列化配置，来实现枚举到枚举中字段的映射，会更加清晰明了。

重点回顾

今天，我基于 Redis 和 Web API 的入参和出参两个场景，和你介绍了序列化和反序列化时需要避开的几个坑。

第一，要确保序列化和反序列化算法的一致性。因为，不同序列化算法输出必定不同，要正确处理序列化后的数据就要使用相同的反序列化算法。

第二，Jackson 有大量的序列化和反序列化特性，可以用来微调序列化和反序列化的细节。需要注意的是，如果自定义 ObjectMapper 的 Bean，小心不要和 Spring Boot 自动配置的 Bean 冲突。

第三，在调试序列化反序列化问题时，我们一定要捋清楚三点：是哪个组件在做序列化反序列化、整个过程有几次序列化反序列化，以及目前到底是序列化还是反序列化。

第四，对于反序列化默认情况下，框架调用的是无参构造方法，如果要调用自定义的有参构造方法，那么需要告知框架如何调用。更合理的方式是，对于需要序列化的 POJO 考虑尽量不要自定义构造方法。

第五，枚举不建议定义在 DTO 中跨服务传输，因为会有版本问题，并且涉及序列化反序列化时会很复杂，容易出错。因此，我只建议在程序内部使用枚举。

最后还有一点需要注意，如果需要跨平台使用序列化的数据，那么除了两端使用的算法要一致外，还可能会遇到不同语言对数据类型的兼容问题。这，也是经常踩坑的一个地方。如果你有相关需求，可以多做实验、多测试。

今天用到的代码，我都放在了 GitHub 上，你可以点击这个链接查看。

思考与讨论

在讨论 Redis 序列化方式的时候，我们自定义了 RedisTemplate，让 Key 使用 String 序列化、让 Value 使用 JSON 序列化，从而使 Redis 获得的 Value 可以直接转换为需要的对象类型。那么，使用 RedisTemplate<String, Long> 能否存取 Value 是 Long 的数据呢？这其中有什么坑吗？

你可以看一下 Jackson2ObjectMapperBuilder 类源码的实现（注意 configure 方法），分析一下其除了关闭 FAIL_ON_UNKNOWN_PROPERTIES 外，还做了什么吗？

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最后修改日期: 2022年10月29日

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