Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json

一.写在前面

System.Text.Json 是 .NET Core 3 及以上版本内置的 Json 序列化组件，刚推出的时候经常看到踩各种坑的吐槽，现在经过几个版本的迭代优化，提升了易用性，修复了各种问题，是时候考虑使用 System.Text.Json 了。本文将从使用层面来进行对比。
System.Text.Json 在默认情况下 十分严格 ，避免进行任何猜测或解释，强调确定性行为。比如：字符串默认转义，默认不允许尾随逗号，默认不允许带引号的数字等，不允许单引号或者不带引号的属性名称和字符串值。该库是为了实现性能和安全性而特意这样设计的。 Newtonsoft.Json 默认情况下十分灵活。
关于性能，参考 Incerry 的性能测试： .NET性能系列文章二：Newtonsoft.Json vs. System.Text.Json ，如果打算使用 .NET 7 不妨考虑一下 System.Text.Json。
Newtonsoft.Json 使用 13.0.2 版本，基于 .NET 7。
二.序列化

1.序列化

定义 Class
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi", Age = 18 };
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat));
// output: {"Name":"xiaoshi","Age":18}
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat));
// output: {"Name":"xiaoshi","Age":18}
变化：JsonConvert.SerializeObject()->JsonSerializer.Serialize()
2.忽略属性
2.1 通用
[Newtonsoft.Json.JsonIgnore]
[System.Text.Json.Serialization.JsonIgnore]
public int Age { get; set; }
var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi", Age = 18 };
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
2.2 忽略所有只读属性
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    public int Age { get;  }
    public Cat(int age)
        Age = age;
var cat = new Cat(18) { Name = "xiaoshi"};
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    IgnoreReadOnlyProperties = true,
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
Newtonsoft.Json 需要自定义 ContractResolver 才能实现：https://stackoverflow.com/questions/45010583
2.3 忽略所有 null 属性
var cat = new Cat() { Name = null,Age = 18};
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    NullValueHandling =NullValueHandling.Ignore
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
默认情况下两者都是不忽略的，需要自行设置
2.4 忽略所有默认值属性
var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0};
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    DefaultValueHandling = DefaultValueHandling.Ignore
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingDefault
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"Name":"xiaoshi"}
不管是引用类型还是值类型都具有默认值，引用类型为 null，int 类型为 0。
两者都支持此功能。
3.大小写
默认情况下两者序列化都是 Pascal 命名，及首字母大写，在 JavaScript 以及 Java 等语言中默认是使用驼峰命名，所以在实际业务中是离不开使用驼峰的。
var cat = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0};
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver()
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"name":"xiaoshi","age":0}
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"name":"xiaoshi","age":0}
4.字符串转义
System.Text.Json 默认会对非 ASCII 字符进行转义，会将它们替换为 \uxxxx，其中 xxxx 为字符的 Unicode 代码。这是为了安全而考虑（XSS 攻击等），会执行严格的字符转义。而 Newtonsoft.Json 默认则不会转义。
var cat = new Cat() { Name = "小时",Age = 0};
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver()
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"name":"小时","age":0}
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"name":"\u5C0F\u65F6","age":0}
System.Text.Json 关闭转义：
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
    Encoder = JavaScriptEncoder.UnsafeRelaxedJsonEscaping,
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"name":"小时","age":0}
Newtonsoft.Json 开启转义：
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
    StringEscapeHandling = StringEscapeHandling.EscapeNonAscii
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"name":"\u5c0f\u65f6","age":0}
详细说明：如何使用 System.Text.Json 自定义字符编码
5.自定义转换器
自定义转换器 Converter，是我们比较常用的功能，以自定义 Converter 来输出特定的日期格式为例。
Newtonsoft.Json:
public class CustomDateTimeConverter : IsoDateTimeConverter
    public CustomDateTimeConverter()
        DateTimeFormat = "yyyy-MM-dd";
    public CustomDateTimeConverter(string format)
        DateTimeFormat = format;
// test
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
    Converters = new List<JsonConverter>() { new CustomDateTimeConverter() }
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"name":"xiaoshi","now":"2023-02-13","age":0}
System.Text.Json:
public class CustomDateTimeConverter : JsonConverter<DateTime>
    public override DateTime Read(
        ref Utf8JsonReader reader,
        Type typeToConvert,
        JsonSerializerOptions options) =>
        DateTime.ParseExact(reader.GetString()!,
            "yyyy-MM-dd", CultureInfo.InvariantCulture);
    public override void Write(
        Utf8JsonWriter writer,
        DateTime dateTimeValue,
        JsonSerializerOptions options) =>
        writer.WriteStringValue(dateTimeValue.ToString(
            "yyyy-MM-dd", CultureInfo.InvariantCulture));
// test
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
    Converters = { new CustomDateTimeConverter() }
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"name":"xiaoshi","age":0,"now":"2023-02-13"}
两者的使用方法都是差不多的，只是注册优先级有所不同。
Newtonsoft.Json：属性上的特性>类型上的特性>Converters 集合
System.Text.Json：属性上的特性>Converters 集合>类型上的特性
官方文档：如何编写用于 JSON 序列化的自定义转换器
6.循环引用
有如下定义：
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public Cat Child { get; set; }
    public Cat Parent { get; set; }
var cat1 = new Cat() { Name = "xiaoshi",Age = 0};
var cat2 = new Cat() { Name = "xiaomao",Age = 0};
cat1.Child = cat2;
cat2.Parent = cat1;
序列化 cat1 默认两者都会抛出异常，如何解决？
Newtonsoft.Json：
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
    ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore,
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat1,op));
设置 ReferenceLoopHandling.Ignore 即可。
System.Text.Json：
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
    ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat1, options));
System.Text.JsonNewtonsoft.Json
ReferenceHandler = ReferenceHandler.Preserve
PreserveReferencesHandling=PreserveReferencesHandling.All
ReferenceHandler = ReferenceHandler.IgnoreCycles
ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: {"_age":13,"name":"xiaoshi"}
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,
    IncludeFields = true // 或者 JsonIncludeAttribute
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: {"name":"xiaoshi","_age":13}
System.Text.Json 默认不支持直接序列化和反序列化字段，需要设置 IncludeFields = true或者 JsonIncludeAttribute 特性。
自定义属性在 Json 输出中的顺序：
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    [System.Text.Json.Serialization.JsonPropertyOrder(0)]
    [Newtonsoft.Json.JsonProperty(Order = 0)]
    public int Age { get; set; }
System.Text.Json 使用 JsonPropertyOrder，Newtonsoft.Json 使用 JsonProperty(Order)
9.字节数组
Newtonsoft.Json 不支持直接序列化为字节数组，System.Text.Json 支持直接序列化为 UTF-8 字节数组。
System.Text.Json：
var bytes = JsonSerializer.SerializeToUtf8Bytes(cat)
序列化为 UTF-8 字节数组比使用基于字符串的方法大约快 5-10%。
10.重命名
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    [System.Text.Json.Serialization.JsonPropertyName("catAge")]
    [Newtonsoft.Json.JsonProperty("catAge")]
    public int Age { get; set; }
重命名 Json 属性名称，System.Text.Json 使用 JsonPropertyName，Newtonsoft.Json 使用 JsonProperty。
11.缩进
Newtonsoft.Json：
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
    // this option
    Formatting = Newtonsoft.Json.Formatting.Indented,
Console.WriteLine(Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject(cat,op));
// output: 
//     "name": "xiaoshi",
//     "catAge": 0
System.Text.Json
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,
    // this option
    WriteIndented = true,
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(cat, options));
// output: 
//     "name": "xiaoshi",
//     "catAge": 0
三.反序列化
1.反序列化
public class Cat
    public string? Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
var json = """{"name":"xiaoshi","age":16} """;
Cat cat;
Newtonsoft.Json：
var op = new Newtonsoft.Json.JsonSerializerSettings()
    ContractResolver = new Newtonsoft.Json.Serialization.CamelCasePropertyNamesContractResolver(),
cat=Newtonsoft.Json.JsonConvert.DeserializeObject<Cat>(json, op);
Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}");
// output: CatName xiaoshi, Age 16
System.Text.Json：
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,
cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);
Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}");
// output: CatName xiaoshi, Age 16
变化 JsonConvert.DeserializeObject->JsonSerializer.Deserialize
2.允许注释
在反序列化过程中，Newtonsoft.Json 在默认情况下会忽略 JSON 中的注释。 System.Text.Json 默认是对注释引发异常，因为 System.Text.Json 规范不包含它们。
var json = """
    "name": "xiaoshi", // cat name
    "age": 16
""";
Cat cat;
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,
    // 不设置会引发异常
    ReadCommentHandling = System.Text.Json.JsonCommentHandling.Skip,
cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);
Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}");
// output: CatName xiaoshi, Age 16
设置 ReadCommentHandling=JsonCommentHandling.Skip即可忽略注释。
详细说明：如何使用 System.Text.Json 支持某种无效的 JSON
3.尾随逗号
尾随逗号即 Json 末尾为逗号：
无尾随逗号：
    "name": "xiaoshi",
    "age": 16
有尾随逗号：
    "name": "xiaoshi",
    "age": 16,
System.Text.Json 默认对尾随逗号引发异常，可以通过 AllowTrailingCommas = true 来设置
var json = """
    "name": "xiaoshi",
    "age": 16,
""";
 Cat cat;
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = System.Text.Json.JsonNamingPolicy.CamelCase,
    AllowTrailingCommas = true,
cat=System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json,options);
Console.WriteLine($"CatName {cat.Name}, Age {cat.Age}");
// output: CatName xiaoshi, Age 16
尾随逗号一般和允许注释一起使用，因为行注释必须写在引号以后。
4.带引号数字
在标准 Json 里，数字类型是不带引号的，如：{"Name":"xiaoshi","Age":18}，但有时我们可能会遇到不标准的异类，Newtonsoft.Json 默认是支持直接反序列化为数字类型的，而 System.Text.Json 基于严格的标准出发，默认不支持，但是可配置。
var options = new System.Text.Json.JsonSerializerOptions
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
    NumberHandling = JsonNumberHandling.AllowReadingFromString
// C# 11 原始字符串
var json="""{"name":"xiaoshi","age":"13"}""";
Console.WriteLine(System.Text.Json.JsonSerializer.Deserialize<Cat>(json, options).Age);
// output: 13
设置 NumberHandling = JsonNumberHandling.AllowReadingFromString 即可。
5.Json DOM
不直接反序列化为对象，比如 Newtonsoft.Json 里的 JObject.Parse。在 System.Text.Json 里可以使用 JsonNode、JsonDocument、JsonObject 等。
详细说明：如何在 System.Text.Json 中使用 JSON DOM、Utf8JsonReader 和 Utf8JsonWriter
6.JsonConstructor
通过 JsonConstructor 特性指定使用的反序列化构造方法，两者是一致的。
四.无法满足的场景
官方给出了对比 Newtonsoft.Json 没有直接支持的功能，但是可以通过自定义 Converter 来支持。如果需要依赖这部分功能，那么在迁移过程中需要进行代码更改。
Newtonsoft.JsonSystem.Text.Json
支持范围广泛的类型
将推断类型反序列化为 object 属性
将 JSON null 文本反序列化为不可为 null 的值类型
DateTimeZoneHandling、DateFormatString 设置
JsonConvert.PopulateObject 方法
ObjectCreationHandling 全局设置
在不带 setter 的情况下添加到集合
对属性名称采用蛇形命名法
在 Ms Learn(Docs) 和 Google 之间频繁切换写完了这篇文章，希望对大家在从 Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json 有所帮助。就我个人而言我是打算使用 System.Text.Json 了。
从 Newtonsoft.Json 迁移到 System.Text.Json
.NET性能系列文章二：Newtonsoft.Json vs. System.Text.Json)
如何使用 C# 对 JSON 进行序列化和反序列化
目前学习.NET Core 最好的教程 .NET Core 官方教程 ASP.NET Core 官方教程
作者：Leo_wl
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