Android使用JSON进行网络数据交换

 在开发客户端与服务端的应用当中，数据交换接口通常都是通过XML格式来进行数据交换的。近年来，随着AJAX技术的兴起，JSON作为一种轻量级的数据 交换格式，以其易于阅读和编写的优点，也越来越多的被使用到各个项目中。在OPhone SDK中，也提供了JSON的类库方便对JSON格式的数据进行处理。本文将快速讲解 JSON 格式，并通过代码示例演示如何分别在客户端和服务器端进行 JSON 格式数据的处理。

什么是JSON
        JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级的数据交换格式，易于阅读和编写，同时也易于机器解析和生成，非常适合于服务器与客户端的交互。JSON采用与编程语言无 关的文本格式，但是也使用了类C语言的习惯，这些特性使JSON成为理想的数据交换格式。
和 XML 一样，JSON 也是基于纯文本的数据格式。由于 JSON 天生是为 JavaScript 准备的，因此，JSON 的数据格式非常简单，您可以用 JSON 传输一个简单的 String，Number，Boolean，也可以传输一个数组，或者一个复杂的 Object 对象。

       String，Number 和 Boolean 用 JSON 表示非常简单。例如，用 JSON 表示一个简单的字符串 “ abc ”，其格式为："abc"。

      除了字符 "，/，/ 和一些控制符（/b，/f，/n，/r，/t）需要编码外，其他 Unicode 字符可以直接输出。下图是一个 String 的完整表示结构：

图1.String的完整表示结构

         一个 Number 可以根据整型或浮点数表示如下：

图2.Number 的表示结构

           这与绝大多数编程语言的表示方法一致，例如：   
12345（整数）
-3.9e10（浮点数）

         Boolean 类型表示为 true 或 false 。此外，JavaScript 中的 null 被表示为 null，注意，true、false 和 null 都没有双引号，否则将被视为一个 String 。

         JSON 还可以表示一个数组对象，使用 [] 包含所有元素，每个元素用逗号分隔，元素可以是任意的 Value，例如，以下数组包含了一个 String，Number，Boolean 和一个 null：

[ "abc" , 12345 , false , null ]

["abc",12345,false,null]

       Object 对象在 JSON 中是用 {} 包含一系列无序的 Key-Value 键值对表示的，实际上此处的 Object 相当于 Java 中的 Map<String, Object>，而不是 Java 的 Class 。注意 Key 只能用 String 表示。例如，一个 Address 对象包含如下 Key-Value：

city:Beijing 
street:Chaoyang Road 
postcode:100025（整数）

用JSON 表示如下：

{ "city" : "Beijing" , "street" : " Chaoyang Road " , "postcode" : 100025 }

{"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}

       其中 Value 也可以是另一个 Object 或者数组，因此，复杂的 Object 可以嵌套表示，例如，一个 Person 对象包含 name 和 address 对象，可以表示如下：

{ "name" : "Michael" , "address" :
    {"city" : "Beijing" , "street" : " Chaoyang Road " , "postcode" : 100025 }
}

{"name":"Michael","address":
    {"city":"Beijing","street":" Chaoyang Road ","postcode":100025}
}

一个实际例子 
       接下来，我会通过一个例子来详细说明OPhone客户端程序如何访问服务端的接口程序读取用户列表数据，并在模拟器上显示用户列表数据。

1、服务端接口程序 
      首先，我们创建一个名为User的JavaBean作为用户对象类，用来保存演示数据。

public   class  User {
    private   int  id;
    private  String name;
    private  String email;
    private  String gender;

    public   int  getId() {
        return  id;
    }
    public   void  setId( int  id) {
        this .id = id;
    }
    public  String getName() {
        return  name;
    }
    public   void  setName(String name) {
        this .name = name;
    }
    public  String getEmail() {
        return  email;
    }
    public   void  setEmail(String email) {
        this .email = email;
    }
    public  String getGender() {
        return  gender;
    }
    public   void  setGender(String gender) {
        this .gender = gender;
    }

}

public class User {
    private int id;
    private String name;
    private String email;
    private String gender;

    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getEmail() {
        return email;
    }
    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }
    public String getGender() {
        return gender;
    }
    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

}

      接下来，我们创建一个名为JSONDemoServlet的Servlet类来作为服务端的接口程序。在这个程序里，定义了一个List对象用来保存用户列表。

private  List<User> list;

private List<User> list;

        客户端程序访问服务器端接口时，接口通过prepareData方法为用户列表初始化数据，添加用户数据到List对象中。

private   void  prepareData(){
        list = new  ArrayList<User>();
        User bean1 = new  User();
        bean1.setId(1001 );
        bean1.setName("Tony" );
        bean1.setEmail("tony@toeach.net" );
        bean1.setGender("male" );
        list.add(bean1);
        ……
    }

private void prepareData(){
        list = new ArrayList<User>();
        User bean1 = new User();
        bean1.setId(1001);
        bean1.setName("Tony");
        bean1.setEmail("tony@toeach.net");
        bean1.setGender("male");
        list.add(bean1);
        ……
    }

      接着遍历用户列表，把列表中的每个Java用户对象转换为JSONObject对象，再加入到JSONArray中去。

JSONArray array =  new  JSONArray();
    for (User bean:list){
        //单个用户JSON对象
        JSONObject obj = new  JSONObject();

        try {
            obj.put("id" , bean.getId());
            obj.put("name" , bean.getName());
            obj.put("email" , bean.getEmail());
            obj.put("gender" , bean.getGender());
        } catch  (Exception e) {}

            array.put(obj);
    }

JSONArray array = new JSONArray();
    for(User bean:list){
        //单个用户JSON对象
        JSONObject obj = new JSONObject();

        try{
            obj.put("id", bean.getId());
            obj.put("name", bean.getName());
            obj.put("email", bean.getEmail());
            obj.put("gender", bean.getGender());
        } catch (Exception e) {}

            array.put(obj);
    }

       最后，通过 Servlet输出 JSON 时，需要设置正确的 MIME 类型和字符编码。假定服务器使用 UTF-8 编码，则可以使用以下代码输出编码后的 JSON 文本：

response.setContentType( "text/plain" );
    response.setCharacterEncoding("UTF-8" );
    PrintWriter out = response.getWriter();
out.write(array.toString());
    out.flush();
    out.close();

JSONDemoServlet.java的完整代码如下：
import  java.io.IOException;
import  java.io.PrintWriter;
import  java.util.ArrayList;
import  java.util.List;

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

import  org.json.JSONArray;
import  org.json.JSONObject;

public   class  JSONDemoServlet  extends  HttpServlet{
    private   static   final   long  serialVersionUID = -7368225680407826408L;
    private  List<User> list;

    /**
     * 处理post方式提交的数据
     */
    public   void  doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws  ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }
        /**
        * 出来get方式提交的数据
        */
        public   void  doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws  ServletException, IOException {
            response.setContentType("text/plain" );
            response.setCharacterEncoding("UTF-8" );
            PrintWriter out = response.getWriter();

            //准备用户数据
            prepareData();

            //JSON数组
            JSONArray array = new  JSONArray();
            for (User bean:list){
                //单个用户JSON对象
                JSONObject obj = new  JSONObject();

                try {
                    obj.put("id" , bean.getId());
                    obj.put("name" , bean.getName());
                    obj.put("email" , bean.getEmail());
                    obj.put("gender" , bean.getGender());
                } catch  (Exception e) {}

                    array.put(obj);
            }

            //输出
            out.write(array.toString());
            out.flush();
            out.close();
        }
        private   void  prepareData(){
            list = new  ArrayList<User>();
            User bean1 = new  User();
            bean1.setId(1001 );
            bean1.setName("Tony" );
            bean1.setEmail("tony@toeach.net" );
            bean1.setGender("male" );
            list.add(bean1);

            User bean2 = new  User();
            bean2.setId(1002 );
            bean2.setName("Jack" );
            bean2.setEmail("jack@hotmail.com" );
            bean2.setGender("male" );
            list.add(bean2);

            User bean3 = new  User();
            bean3.setId(1003 );
            bean3.setName("Marry" );
            bean3.setEmail("marry@163.com" );
            bean3.setGender("female" );
            list.add(bean3);

            User bean4 = new  User();
            bean4.setId(1004 );
            bean4.setName("Linda" );
            bean4.setEmail("linda@21cn.com" );
            bean4.setGender("female" );
            list.add(bean4);
        }
}

response.setContentType("text/plain");
    response.setCharacterEncoding("UTF-8");
    PrintWriter out = response.getWriter();
out.write(array.toString());
    out.flush();
    out.close();

JSONDemoServlet.java的完整代码如下：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

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

import org.json.JSONArray;
import org.json.JSONObject;

public class JSONDemoServlet extends HttpServlet{
    private static final long serialVersionUID = -7368225680407826408L;
    private List<User> list;

    /**
     * 处理post方式提交的数据
     */
    public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)throws ServletException, IOException {
        doGet(request,response);
    }
        /**
        * 出来get方式提交的数据
        */
        public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
            response.setContentType("text/plain");
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");
            PrintWriter out = response.getWriter();

            //准备用户数据
            prepareData();

            //JSON数组
            JSONArray array = new JSONArray();
            for(User bean:list){
                //单个用户JSON对象
                JSONObject obj = new JSONObject();

                try{
                    obj.put("id", bean.getId());
                    obj.put("name", bean.getName());
                    obj.put("email", bean.getEmail());
                    obj.put("gender", bean.getGender());
                } catch (Exception e) {}

                    array.put(obj);
            }

            //输出
            out.write(array.toString());
            out.flush();
            out.close();
        }
        private void prepareData(){
            list = new ArrayList<User>();
            User bean1 = new User();
            bean1.setId(1001);
            bean1.setName("Tony");
            bean1.setEmail("tony@toeach.net");
            bean1.setGender("male");
            list.add(bean1);

            User bean2 = new User();
            bean2.setId(1002);
            bean2.setName("Jack");
            bean2.setEmail("jack@hotmail.com");
            bean2.setGender("male");
            list.add(bean2);

            User bean3 = new User();
            bean3.setId(1003);
            bean3.setName("Marry");
            bean3.setEmail("marry@163.com");
            bean3.setGender("female");
            list.add(bean3);

            User bean4 = new User();
            bean4.setId(1004);
            bean4.setName("Linda");
            bean4.setEmail("linda@21cn.com");
            bean4.setGender("female");
            list.add(bean4);
        }
}

       把该Servlet部署到Tomcat下，在浏览器输入接口地址http://localhost:8080/article/JSONDemoServlet ，输出结果如下：
[{"id":1001,"email":"tony@toeach.net","name":"Tony","gender":"male"},{"id":1002,"email":"jack@hotmail.com","name":"Jack","gender":"male"},{"id":1003,"email":"marry@163.com","name":"Marry","gender":"female"},{"id":1004,"email":"linda@21cn.com","name":"Linda","gender":"female "}]

2、手机客户端程序 
      准备好服务端的接口后，接下来就是准备写客户端的程序了。打开Eclipse新建一个OPhone项目。我们创建一个名为MainActivity的Activity类，如下图所示：

       因为要访问外部网络，所以要在AndroidManifest.xml文件里增加一行安全许可：
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

       这样我们的应用程序就可以访问网络了。

       接着修改布局文件res/layout/main.xml，增加一个TextView对象，用来显示解析后的用户数据。

<?xml version= "1.0"  encoding= "utf-8" ?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent" >
    <TextView android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="fill_parent" />
</LinearLayout>

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:orientation="vertical"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent">
    <TextView android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="fill_parent"
        android:layout_height="fill_parent"/>
</LinearLayout>

      OPhone SDK提供了Apache的HttpClient类处理网络访问，相信很多读者朋友都在其他项目当中用到过HttpClient。我写了一个方法，获取某一网址的网页内容，代码如下：

/**
 * 获取网址内容
 * @param url
 * @return
 * @throws Exception
 */
private  String getContent(String url)  throws  Exception{
    StringBuilder sb = new  StringBuilder();

    HttpClient client = new  DefaultHttpClient();
    HttpParams httpParams = client.getParams();
    //设置网络超时参数
    HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(httpParams, 3000 );
    HttpConnectionParams.setSoTimeout(httpParams, 5000 );
    HttpResponse response = client.execute(new  HttpGet(url));
    HttpEntity entity = response.getEntity();
    if  (entity !=  null ) {
        BufferedReader reader = new  BufferedReader( new InputStreamReader(entity.getContent(),  "UTF-8" ),  8192 );

        String line = null ;
        while  ((line = reader.readLine())!=  null ){
            sb.append(line + "/n" );
        }
        reader.close();
    }
    return  sb.toString();
}

/**
 * 获取网址内容
 * @param url
 * @return
 * @throws Exception
 */
private String getContent(String url) throws Exception{
    StringBuilder sb = new StringBuilder();

    HttpClient client = new DefaultHttpClient();
    HttpParams httpParams = client.getParams();
    //设置网络超时参数
    HttpConnectionParams.setConnectionTimeout(httpParams, 3000);
    HttpConnectionParams.setSoTimeout(httpParams, 5000);
    HttpResponse response = client.execute(new HttpGet(url));
    HttpEntity entity = response.getEntity();
    if (entity != null) {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(entity.getContent(), "UTF-8"), 8192);

        String line = null;
        while ((line = reader.readLine())!= null){
            sb.append(line + "/n");
        }
        reader.close();
    }
    return sb.toString();
}

       修改MainActivity.java，在onCreate方法里增加解析服务端接口内容的代码，如下所示：

 

@Override
public   void  onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super .onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);

    try {
            StringBuffer sb = new  StringBuffer();
        //在测试过程中，经常是用本机做测试服务器，访问本机的IP地址要设置为10.0.2.2
        String url = "http://10.0.2.2:8080/article/JSONDemoServlet" ;
        String body = getContent(url);
        JSONArray array = new  JSONArray(body);
        for ( int  i= 0 ; i<array.length(); i++){
            JSONObject obj = array.getJSONObject(i);
            sb.append("id:" ).append(obj.getInt( "id" )).append( "/t" );
            sb.append("name:" ).append(obj.getString( "name" )).append( "/r/n" );
            sb.append("gender:" ).append(obj.getString( "gender" )).append( "/t" );
            sb.append("email:" ).append(obj.getString( "email" )).append( "/r/n" );
            sb.append("----------------------/r/n" );
        }
        TextView textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
        textView.setText(sb.toString());
    }catch (Exception e){}
}

@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);

    try{
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
        //在测试过程中，经常是用本机做测试服务器，访问本机的IP地址要设置为10.0.2.2
        String url = "http://10.0.2.2:8080/article/JSONDemoServlet";
        String body = getContent(url);
        JSONArray array = new JSONArray(body);
        for(int i=0; i<array.length(); i++){
            JSONObject obj = array.getJSONObject(i);
            sb.append("id:").append(obj.getInt("id")).append("/t");
            sb.append("name:").append(obj.getString("name")).append("/r/n");
            sb.append("gender:").append(obj.getString("gender")).append("/t");
            sb.append("email:").append(obj.getString("email")).append("/r/n");
            sb.append("----------------------/r/n");
        }
        TextView textView = (TextView)findViewById(R.id.textView);
        textView.setText(sb.toString());
    }catch(Exception e){}
}

         运行后的界面如下图：

图4.运行界面

总结 
       本文简单介绍了JSON的相关知识，以及在OPhone平台中如何通过JSON来和服务端的应用进行数据交换。

作者介绍
        万云，广州盈哲计算机科技有限公司技术总监。拥有10年以上的软件开发经验，擅长J2EE、大型网站、移动增值服务等领域的技术开发。