Java 实现 JSON 与 XML 互转：Gson 与 JAXB 详细指南

什么是 JSON？

JSON（JavaScript Object Notation）是一种轻量级、语言无关的数据交换格式，采用键值对结构，广泛用于文件存储、数据库存储及网络传输。

{ "username": "guru99user", "email": "guru99user@mail.com" }

主要特征：

• 使用花括号 {} 包裹。
• 键和字符串值需加双引号。
• 键值对之间用逗号分隔。
• 键命名规则：字母、数字、下划线，不能以数字或空格开头。

什么是 XML？

XML（eXtensible Markup Language）是 W3C 标准的结构化数据格式。与 HTML 不同，XML 纯粹用于数据描述，不包含视觉渲染信息。支持自定义标签，适合跨系统数据交换。

典型节点结构：

<node>内容</node>

XML 文件头必须声明版本：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>

什么是 Gson？

Gson 是 Google 开源的 Java 库，用于 Java 对象与 JSON 的相互序列化/反序列化。自 1.6 版起支持流式读写（JsonReader、JsonWriter）。

流式写入示例：

JsonWriter writer = new JsonWriter(new FileWriter(filePath));
writer.beginObject();
writer.name("key").value("value");
writer.endObject();
writer.close();

什么是 JAXB？

JAXB（Java Architecture for XML Binding）通过注解将 Java 类映射为 XML。支持编组（Java → XML）和解组（XML → Java）。

常用注解：

• @XmlRootElement – 定义根 XML 元素。
• @XmlElementWrapper – 包装集合类型。
• @XmlElement – 将字段映射为 XML 元素。
• @XmlAttribute – 将字段映射为 XML 属性。

项目环境搭建

1. 在 IDE（如 Eclipse/IntelliJ）中创建 Java 项目。
2. 项目命名为 XmlToJsonExample。
3. 创建 data/input 文件夹，放入 sample.xml 和 sample.json。
4. 引入 Gson 2.8.5 依赖（Maven/Gradle）。
5. 添加 JAXB API（Java 8 内置；Java 9+ 需单独引入）。

示例数据结构

包含部门、角色、人员的 XML 示例：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="yes"?>
<root>
  <department>
    <roles>
      <role id="1">
        <position>head</position>
        <salary>10k</salary>
      </role>
      <role id="2">
        <position>manager</position>
        <salary>8k</salary>
      </role>
      <role id="3">
        <position>employee</position>
        <salary>5k</salary>
      </role>
    </roles>
    <persons>
      <person id="1"><name>Red</name><role>1</role></person>
      <person id="2"><name>Green</name><role>2</role></person>
      <person id="3"><name>Blue</name><role>2</role></person>
      <person id="4"><name>Yellow</name><role>3</role></person>
      <person id="5"><name>Brown</name><role>3</role></person>
    </persons>
  </department>
</root>

等价的 JSON 结构：

{
  "roles": [
    {"id":"1","position":"head","salary":"10k","persons":[{"id":"1","name":"Red"}]},
    {"id":"2","position":"manager","salary":"8k","persons":[{"id":"2","name":"Green"},{"id":"3","name":"Blue"}]},
    {"id":"3","position":"employee","salary":"5k","persons":[{"id":"4","name":"Yellow"},{"id":"5","name":"Brown"}]}
  ]
}

Java 实体类定义（model 包）

/* Role.java */
@XmlRootElement(name = "role")
public class Role {
    private String id, position, salary;
    // getter/setter 需配合 @XmlAttribute/@XmlElement
}

/* Person.java */
@XmlRootElement(name = "person")
public class Person {
    private String id, name, role;
    // getter/setter 需配合 @XmlAttribute/@XmlElement
}

/* Department.java */
@XmlRootElement(name = "department")
public class Department {
    private List<Role> roles;
    private List<Person> persons;
    // getter/setter 需配合 @XmlElementWrapper/@XmlElement
}

/* XMLModel.java */
@XmlRootElement(name = "root")
public class XMLModel {
    private Department department;
    // getter/setter 需配合 @XmlElement
}

XML 反序列化为 Java 对象（JAXB）

public XMLModel getObjectFromXmlFile(String path) throws JAXBException {
    File file = new File(path);
    JAXBContext ctx = JAXBContext.newInstance(XMLModel.class);
    Unmarshaller um = ctx.createUnmarshaller();
    return (XMLModel) um.unmarshal(file);
}

Java 对象序列化为 XML（JAXB）

public void parseObjectToXml(String path, XMLModel model) throws JAXBException, IOException {
    JAXBContext ctx = JAXBContext.newInstance(XMLModel.class);
    Marshaller m = ctx.createMarshaller();
    m.setProperty(Marshaller.JAXB_FORMATTED_OUTPUT, true);
    m.marshal(model, new FileOutputStream(path));
}

Java 对象序列化为 JSON（Gson）

public void writeDataToJsonFile(String path, List<Role> roles, List<Person> persons) throws IOException {
    JsonWriter writer = new JsonWriter(new FileWriter(path));
    writer.setIndent(" ");
    writer.beginObject();
    writer.name("roles").beginArray();
    for (Role r : roles) {
        writer.beginObject();
        writer.name("id").value(r.getId());
        writer.name("position").value(r.getPosition());
        writer.name("salary").value(r.getSalary());
        writer.name("persons").beginArray();
        for (Person p : persons) {
            if (p.getRole().equals(r.getId())) {
                writer.beginObject();
                writer.name("id").value(p.getId());
                writer.name("name").value(p.getName());
                writer.endObject();
            }
        }
        writer.endArray();
        writer.endObject();
    }
    writer.endArray();
    writer.endObject();
    writer.close();
}

JSON 反序列化为 Java 对象（Gson）

public void getDataFromJsonFile(String path, List<Role> roles, List<Person> persons) throws IOException {
    JsonReader reader = new JsonReader(new FileReader(path));
    reader.beginObject();
    while (reader.hasNext()) {
        String rootName = reader.nextName();
        if ("roles".equals(rootName)) {
            reader.beginArray();
            while (reader.hasNext()) {
                reader.beginObject();
                Role r = new Role();
                while (reader.hasNext()) {
                    String key = reader.nextName();
                    switch (key) {
                        case "id": r.setId(reader.nextString()); break;
                        case "position": r.setPosition(reader.nextString()); break;
                        case "salary": r.setSalary(reader.nextString()); break;
                        case "persons":
                            reader.beginArray();
                            while (reader.hasNext()) {
                                reader.beginObject();
                                Person p = new Person();
                                p.setRole(r.getId());
                                while (reader.hasNext()) {
                                    String pKey = reader.nextName();
                                    if ("id".equals(pKey)) p.setId(reader.nextString());
                                    else if ("name".equals(pKey)) p.setName(reader.nextString());
                                }
                                persons.add(p);
                                reader.endObject();
                            }
                            reader.endArray();
                            break;
                    }
                }
                roles.add(r);
                reader.endObject();
            }
            reader.endArray();
        }
    }
    reader.endObject();
    reader.close();
}

完整转换流程

1. 使用 JAXB 将 sample.xml 解组为 XMLModel 对象。
2. 使用 Gson 将 Java 对象序列化为 sample.json。
3. 使用 Gson 将 sample.json 反序列化回 Java 对象。
4. 使用 JAXB 将 Java 对象编组为新的 XML 文件。

总结

本指南演示了清晰的两步转换管道：JAXB 负责 XML ⇄ Java，Gson 负责 JSON ⇄ Java。结合这两个库，开发者可在 Java 应用中可靠地实现数据格式互转。