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Kotlin 序列化

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Overview

Kotlin 驱动程序支持用于序列化和反序列化 Kotlin 对象的 kotlinx.serialization 库。

驱动程序提供了高效的 Bson 序列化器，您可以将其与标记为 @Serializable 的类一起使用，将 Kotlin 对象序列化为 BSON 数据。

您还可以安装 bson-kotlinx 库来支持自定义编解码器，并配置编码默认值、编码空值和定义类鉴别器。

注意

要了解如何使用 Codec 接口而非 Kotlin 序列化库来指定将 Kotlin 对象自定义编码和解码为 BSON 数据，请参阅编解码器指南。

如果您已熟悉此框架或更想使用惯用的 Kotlin 方法，则可选择 Kotlin 序列化。

虽然您可以将 Kotlin 驱动程序与 Kotlin 序列化 Json 库一起使用，但 Json 序列化器并不直接支持 BSON 值类型（如 ObjectId）。您必须提供能处理 BSON 和 JSON 之间转换的自定义序列化器。

支持的类型

Kotlin 驱动程序支持：

  • Kotlin 序列化库支持的所有 Kotlin 类型

  • 所有可用的 BSON 类型

将 Kotlin 序列化添加到您的项目中

Kotlin驾驶员对序列化的支持取决于官方 Kotlin序列化库。

从以下标签页中进行选择，以了解如何使用 Gradle 和 Maven 包管理器将序列化依赖项添加到项目中：

如果您使用 Gradle 要管理依赖项，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:1.6.0")
implementation("org.mongodb:bson-kotlinx:5.3.0")

如果您使用的是 Maven 要管理依赖项，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>1.6.0</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.mongodb</groupId>
    <artifactId>bson-kotlinx</artifactId>
    <version>5.3.0</version>
</dependency>

为数据类添加注释

要将类声明为可序列化，请使用 Kotlin 序列化框架中的 @Serializable 注释来注释 Kotlin 数据类。

在将数据类标记为可序列化后，您可以在代码中正常使用这些类。Kotlin 驱动程序和 Kotlin 序列化框架处理 BSON 序列化和反序列化。

此示例展示的是带有以下注释的简单数据类：

  • @Serializable将此类标记为可序列化。

  • @SerialName 指定 BSON 文档中 id 和 manufacturer 属性的名称。这可以用于代替可序列化类中不支持的 @BsonId 和 @BsonProperty 注释。

  • @Contextual 标记 BSON id 属性，以使用内置的 ObjectIdSerializer。要正确序列化 BSON 类型，必须使用此注释。

@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 = "Acme" // Use instead of @BsonProperty
)

注意

您不能在 @Serializable 数据类上使用 org.bson.codecs.pojo.annotations 包中的注释。

有关可序列化类和可用注解类的更多信息，请参阅 Kotlin 序列化官方文档。

自定义序列化器示例

您可以创建自定义序列化器以处理如何在 BSON 中表示数据。Kotlin 驱动程序使用 kotlinx.serialization 包中的 KSerializer 接口实施自定义序列化器。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 kotlinx.datetime.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.toEpochMilliseconds()))
            else -> throw SerializationException("Instant is not supported by ${encoder::class}")
        }
    }
    override fun deserialize(decoder: Decoder): Instant {
        return when (decoder) {
            is BsonDecoder -> Instant.fromEpochMilliseconds(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,
)

有关本节中提到的方法和类的详情，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存储的内容。

使用 BsonConfiguration 类定义配置，包括是否对默认值进行编码、对 null 进行编码或定义类鉴别器。

要创建自定义编解码器，请在项目中安装 bson-kotlinx 依赖项。从以下标签页中进行选择，以了解如何使用 Gradle 和 Maven 包管理器将依赖项添加到项目中：

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

build.gradle.kts
implementation("org.mongodb:bson-kotlinx:5.3.0")

如果您使用的是 Maven 要管理依赖项，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>bson-kotlinx</artifactId>
    <version>5.3.0</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。

然后，您可以使用 KotlinSerializerCodec.create() 定义您的编解码器。方法并将其添加到注册表中。

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，并将其配置为不对默认值编码：

import org.bson.codecs.configuration.CodecRegistries
import org.bson.codecs.kotlinx.BsonConfiguration
import org.bson.codecs.kotlinx.KotlinSerializerCodec
val myCustomCodec = KotlinSerializerCodec.create<PaintOrder>(
    bsonConfiguration = BsonConfiguration(encodeDefaults = false)
)
val registry = CodecRegistries.fromRegistries(
    CodecRegistries.fromCodecs(myCustomCodec), collection.codecRegistry
)

有关本节中提到的方法和类的详情，请参阅以下 API 文档：

多态序列化

Kotlin驾驶员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，驾驶员会使用KSerializer实施来处理类型与BSON之间的转换。

当您将多态数据类的实例插入MongoDB时，驾驶员会添加_t字段，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，驾驶员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")
collection.withDocumentClass<Teacher>()
    .find(Filters.exists("department"))
    .first().also { println(it) }
collection.withDocumentClass<Student>()
    .find(Filters.exists("grade"))
    .first().also { println(it) }
println("\nRetrieving by using Person interface")
val resultsFlow = collection.withDocumentClass<Person>().find()
resultsFlow.collect { println(it) }
println("\nRetrieving as Document type")
val resultsDocFlow = collection.withDocumentClass<Document>().find()
resultsDocFlow.collect { println(it) }
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 kotlinx-datetime存储库 在Github 上。

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，驾驶员通过以下行为序列化Appointment数据类的字段：

  • name：驾驶员将该值序列化为string 。

  • date ：驾驶员使用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：驾驶员会将值序列化为string ，因为它没有 @Contextual 注释。 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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