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数据序列化

Overview

在应用程序中序列化和反序列化Kotlin对象时，可以使用 kotlinx.serialization库。

该驱动程序提供了一个高效的 Bson 序列化器，您可以将其与标有 @Serializable 注解的类一起使用，以处理Kotlin对象到BSON数据的序列化。

虽然您可以使用Kotlin序列化Json库，但Json序列化器不直接支持ObjectId等BSON值类型。 您必须提供一个可以处理BSON和JSON之间转换的自定义序列化器。

我们建议安装bson-kotlinx库以支持自定义编解码器，这些编解码器具有编码默认值、空值和定义类鉴别器的配置。

注意

要学习；了解如何使用Codec接口而不是kotlinx.serialization库来指定自定义序列化行为，请参阅编解码器指南。

如果您已经熟悉该库或更喜欢使用一致的方法，则可以选择使用Kotlin序列化。

支持的类型

Kotlin Sync驱动程序支持以下类型：

  • kotlinx.serialization库支持的所有Kotlin类型

  • 所有 BSON types

将序列化依赖项添加到项目中

您必须安装官方Kotlin序列化库 kotlinx.serialization 才能对应用程序中的数据进行序列化和反序列化。要学习；了解有关此库的更多信息，请参阅kotlinx.serialization Github存储库。

从以下标签页中进行选择，查看如何使用 Gradle或Maven将序列化依赖项添加到项目中：

如果使用 Gradle 管理依赖项，请将以下内容添加到 build.gradle.kts 依赖项列表中：

build.gradle.kts
implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-serialization-core:1.5.1")
implementation("org.mongodb:bson-kotlinx:5.2.0")

如果使用Maven管理依赖项，请将以下内容添加到 pom.xml 依赖项列表中：

pom.xml
<dependency>
    <groupId>org.jetbrains.kotlinx</groupId>
    <artifactId>kotlinx-serialization-core</artifactId>
    <version>1.5.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>bson-kotlinx</artifactId>
    <version>5.2.0</version>
</dependency>

注意

bson-kotlin 依赖项

您还可以选择通过默认编解码器注册表安装 bson-kotlin 依赖项。此依赖项使用反射和编解码器注册表来支持Kotlin数据类，但不支持某些 POJO 注解，例如 BsonDiscriminator、BsonExtraElements 和 BsonConstructor。要学习；了解更多信息，请参阅 bson-kotlin API文档。

一般来说，我们建议您安装并使用速度更快的 bson-kotlinx 库进行编解码器配置。

为数据类添加注释

要将类声明为可序列化，请使用@Serializable注解来注解您的Kotlin数据类。

将数据类标记为可序列化后，就可以在代码中使用这些数据类，就像使用任何其他数据类一样。Kotlin Sync驱动程序和Kotlin序列化框架处理BSON序列化和反序列化。

此示例显示了带有以下注解的示例数据类：

  • @Serializable：将类标记为可序列化。

  • @SerialName：指定BSON文档中id和manufacturer属性的名称。 此注解可用于代替可序列化类中不支持的@BsonId和@BsonProperty注解。

  • @Contextual：标记BSON id属性以使用内置ObjectIdSerializer。驱动程序需要此注解才能正确序列化BSON types。

@Serializable
data class PaintOrder(
    @SerialName("_id") // Use instead of @BsonId
    @Contextual val id: ObjectId?,
    val color: String,
    val qty: Int,
    @SerialName("brand")
    val manufacturer: String? = null // Use instead of @BsonProperty
)

注意

POJO 注解限制

您不能在标有@Serializable注解的数据类上使用org.bson.codecs.pojo.annotations包中的注解。

要学习；了解有关可序列化类和可用注解的更多信息，请参阅 kotlinx.serialization库文档中的可序列化类。

自定义序列化器示例

您可以创建自定义序列化器来处理数据在BSON中的表示方式。Kotlin 同步驱动程序使用 kotlinx.serialization 库中的 KSerializer 接口来实现自定义序列化器。您可以将自定义序列化器指定为特定字段的@Serializable 注解的参数。

以下示例介绍如何创建自定义 KSerializer 实例，以将 kotlin.time.Instant 转换为 BsonDateTime：

object InstantAsBsonDateTime : KSerializer<Instant> {
    override val descriptor: SerialDescriptor = PrimitiveSerialDescriptor("InstantAsBsonDateTime", PrimitiveKind.LONG)
    override fun serialize(encoder: Encoder, value: Instant) {
        when (encoder) {
            is BsonEncoder -> encoder.encodeBsonValue(BsonDateTime(value.toEpochMilli()))
            else -> throw SerializationException("Instant is not supported by ${encoder::class}")
        }
    }
    override fun deserialize(decoder: Decoder): Instant {
        return when (decoder) {
            is BsonDecoder -> Instant.ofEpochMilli(decoder.decodeBsonValue().asDateTime().value)
            else -> throw SerializationException("Instant is not supported by ${decoder::class}")
        }
    }
}

以下代码显示 PaintOrder 数据类，其中 orderDate 字段具有指定前面代码中定义的自定义序列化器类的注解：

@Serializable
data class PaintOrder(
    val color: String,
    val qty: Int,
    @Serializable(with = InstantAsBsonDateTime::class)
    val orderDate: Instant,
)

要学习；了解有关本节中提到的方法和类的更多信息，请参阅以下API文档：

自定义序列化程序配置

您可以使用 org.bson.codecs.kotlinx包中的 KotlinSerializerCodec 类为 @Serializable 数据类创建编解码器，并自定义驱动程序在MongoDB中存储的内容。

使用BsonConfiguration类定义配置，其中可以包括是否对默认值进行编码、对空值进行编码或定义类鉴别器。

要创建自定义编解码器，您的项目必须具有bson-kotlinx依赖项。 有关安装说明，请参阅本指南的“将序列化依赖项添加到项目中”部分。

您可以使用KotlinSerializerCodec.create()方法，然后您可以将该编解码器添加到注册表中。

自定义编解码器示例

以下示例展示了如何使用KotlinSerializerCodec.create()方法创建编解码器，然后将其配置为不对默认值进行编码：

val myCustomCodec = KotlinSerializerCodec.create<PaintOrder>(
    bsonConfiguration = BsonConfiguration(encodeDefaults = false)
)
val registry = CodecRegistries.fromRegistries(
    CodecRegistries.fromCodecs(myCustomCodec), collection.codecRegistry
)

要学习；了解有关本节中提到的方法和类的更多信息，请参阅以下API文档：

多态序列化

Kotlin 同步驱动程序原生支持多态类的序列化和反序列化。当您使用 @Serializable 注解标记密封接口和继承该接口的数据类时，驱动程序会使用 KSerializer 实现来处理类型与 BSON 之间的转换。

当您将多态数据类的实例插入MongoDB时，驱动程序会添加字段_t，即鉴别器字段。该字段的值为数据类名称。

多态数据类示例

以下示例创建一个接口和两个继承该接口的数据类。 在数据类中， id字段标有注释数据类部分中描述的注释：

@Serializable
sealed interface Person {
    val name: String
}
@Serializable
data class Student(
    @Contextual
    @SerialName("_id")
    val id: ObjectId,
    override val name: String,
    val grade: Int,
) : Person
@Serializable
data class Teacher(
    @Contextual
    @SerialName("_id")
    val id: ObjectId,
    override val name: String,
    val department: String,
) : Person

然后，您可以像往常一样使用数据类执行操作。以下示例使用 Person 接口对集合进行参数化，然后使用多态类 Teacher 和 Student 执行操作。检索文档时，驱动程序会根据鉴别器值自动检测类型，并相应地反序列化它们。

val collection = database.getCollection<Person>("school")
val teacherDoc = Teacher(ObjectId(), "Vivian Lee", "History")
val studentDoc = Student(ObjectId(), "Kate Parker", 10)
collection.insertOne(teacherDoc)
collection.insertOne(studentDoc)
println("Retrieving by using data classes")
val resultTeacher = collection.withDocumentClass<Teacher>()
    .find(Filters.exists("department"))
    .firstOrNull()
println(resultTeacher)
val resultStudent = collection.withDocumentClass<Student>()
    .find(Filters.exists("grade"))
    .firstOrNull()
println(resultStudent)
println("\nRetrieving by using Person interface")
val resultsPerson = collection.withDocumentClass<Person>().find()
resultsPerson.forEach { result ->
    println(result)
}
println("\nRetrieving as Document type")
val resultsDocument = collection.withDocumentClass<Document>().find()
resultsDocument.forEach { result ->
    println(result)
}
Retrieving by using data classes
Teacher(id=..., name=Vivian Lee, department=History)
Student(id=..., name=Kate Parker, grade=10)
Retrieving by using Person interface
Teacher(id=..., name=Vivian Lee, department=History)
Student(id=..., name=Kate Parker, grade=10)
Retrieving as Document type
Document{{_id=..., _t=Teacher, name=Vivian Lee, department=History}}
Document{{_id=..., _t=Student, name=Kate Parker, grade=10}}

序列化日期和时间

在本节中，您可以学习；了解如何使用Kotlin序列化来处理日期和时间类型。

kotlinx-datetime 库

kotlinx-datetime 是一个Kotlin库，可对日期和时间值的序列化方式提供高级别的控制。 要使用该库，请将kotlinx-datetime依赖项添加到项目的依赖项列表中。

从以下标签页进行选择，查看如何使用Gradle和Maven包管理器将kotlinx-datetime依赖项添加到项目中：

build.gradle.kts
implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-datetime:0.6.1")
pom.xml
<dependency>
    <groupId>org.jetbrains.kotlinx</groupId>
    <artifactId>kotlinx-datetime-jvm</artifactId>
    <version>0.6.1</version>
</dependency>

要学习；了解有关此库的更多信息，请参阅Github上的kotlinx-datetime存储库。

具有日期和时间的数据类示例

添加库依赖项后，您可以实现kotlinx-datetime库中的序列化器，将数据类字段值映射到BSON中的预期类型。

在此示例中，驱动程序通过以下行为序列化 Appointment 数据类的字段：

  • name：驱动程序将该值序列化为字符串。

  • date: 驱动程序使用 kotlinx-datetime 序列化器，因为该字段具有 @Contextual 注解。LocalDate 值被序列化为 BSON 日期。

  • time：由于该值没有 @Contextual 注解，因此该驱动程序将其序列化为字符串。这是 LocalTime 值的默认序列化行为。

@Serializable
data class Appointment(
    val name: String,
    @Contextual val date: LocalDate,
    val time: LocalTime,
)

以下示例将Appointment数据类的实例插入appointments集合：

val collection = database.getCollection<Appointment>("appointments")
val apptDoc = Appointment(
    "Daria Smith",
    LocalDate(2024, 10, 15),
    LocalTime(hour = 11, minute = 30)
)
collection.insertOne(apptDoc)

在MongoDB中，LocalDate 值存储为BSON日期，time字段默认序列化为string存储：

{
  "_id": ...,
  "name": "Daria Smith",
  "date": {
    "$date": "2024-10-15T00:00:00.000Z"
  },
  "time": "11:30",
}

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