js/ts 程序员表示很惊讶，go 中居然要额外写代码解决 json 中的 null

最近学习 go 发现发现处理 json 中的 null 时，会这么难受，需要专门写一篇文章来讲解一下【🐶】

以下是正文

json 是一种常用的数据格式，在 go 使用 json 序列化和反序列化时比较方便的，但在使用过程中，会遇到一些问题，比如 null

由于 go 没有联合类型，当 json 中有个属性为 null 时，就无法直接将 null 转换成 nil 后赋值给某个具体的类型

比如下面这个例子：

• Name 定一个的是 string 类型，但在 json 中 name 的值为 null，直接转换会报错

type Tag struct {
  ID   int    `json:"id"`
  Name string `json:"name"`
}
tag := Tag{
  ID:   1,
  Name: nil,  // 这里会报错
}

这种问题不光出现在 json 解析时，还会出现在数据库读写时

比如在数据库中，某个字段的值为 NULL，在读取时，会被解析成 nil，但是 go 中的类型是不能直接赋值为 nil 的

所以在这两种场景下该怎么解决呢？

一般有三种方法：

• 使用指针
• 自定义类型
• 使用第三方库

使用指针

go 的指针类型是可以赋值为 nil 的，所以我们使用指针解决这个问题

我们把上面例子中的 Name 定义为 string 的指针类型，如下代码：

type Tag struct {
  ID   int    `json:"id"`
  Name *string `json:"name"`
}
name := "uccs" // 定义一个 string 类型的变量，因为不能把一个字面量直接赋值给指针类型
tag := Tag{
  ID:   1,
  Name: &name,  // 将 name 的地址赋值给 Name，使用 & 地址符
}

在使用时，需要先判断一下 Name 是为 nil，如果不为 nil，则使用 * 取值符取出值

// Name 是指针类型，判断是否为 nil 时不需要使用 * 取值符
if tag.Name != nil {
  // Name 是指针类型，取值时需要使用 * 取值符
  if *tag.Name == "uccs" {
    // ...
  }
}

注意事项

1. ORM 框架会实现一个 NullString 的类型，
   • 当我们在定义 Model 时，如果某个字段可以为 NULL，则 ORM 框架会把它定义为 NullString 类型（下文讲解）
2. 给指针赋值时，不能直接使用字面量，需要先定义一个变量，然后将变量的地址赋值给指针
3. 使用指针时需要注意，这里会比较绕
   • 在判断是否为 nil 时，不需要使用 * 取值符
   • 在判断是否为 uccs 时，需要使用 * 取值符
4. 当遇到 panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference 错误时，说明指针为 nil

也就是说使用指针时，我们最需要注意的是：在指针上取值时，一定要注意它是不是为 nil

自定义类型

我们使用结构体定义一个类型：NullString，它有两个属性 String 和 Valid

• String 用来存储字符串
• Valid 用来标识 String 是否有值
  • 如果 Valid 为 true，则 String 有值
  • 如果 Valid 为 false，则 String 是空值 ""

type NullString struct {
  String string
  Valid  bool
}

当我们定义好类型后，需要考考虑两个问题：

• 如何解决 json 解析时 null 的问题
• 如何向数据库进行读写

go 有个特点，你自定义的类型有某些方法，那么在某些场景下，这些方法会被调用

比如，序列化时，会调用 MarshalJSON 方法，反序列化时，会调用 UnmarshalJSON 方法

你的自定义类型实现了这两个方法，那么在序列化和反序列化时，这两个方法就会被调用

数据库读写是实现 Scan 和 Value 方法

所以下面就从这两块讲起：

序列化和反序列化

我们给 NullString 类型添加两个方法 MarshalJSON 和 UnmarshalJSON

// 序列化时
func (ns NullString) MarshalJSON() ([]byte, error) {
  // 如果 Valid 为 true，则返回 String 的 json 序列化结果
  if ns.Valid {
    return []byte(`"` + ns.String + `"`), nil
  }
  // 如果 Valid 为 false，则返回 null 序列化的结果
  return []byte("null"), nil
}
// 反序列化
func (ns *NullString) UnmarshalJSON(data []byte) error {
  // 如果 data 为 null，则 Valid 为 false
  // String 为空字符串
  if string(data) == "null" {
    ns.String, ns.Valid = "", false
    return nil
  }
  // 否则，将 data 反序列化到 String 中
  // 并将 Valid 设置为 true
  if err := json.Unmarshal(data, &ns.String); err != nil {
    return err
  }
  ns.Valid = true
  return nil
}

有了这两个方法之后，我们就解决了 json 解析时 null 的问题

是什么时候会触发这两个方法呢？

• 从 json 内容解析填充 struct 的场景时会触发 UnmarshalJSON 的调用
  • 直接调用 json.Unmarshal 对 json 数据进行解析时
  • http.Request 读取 json Body 时
  • 使用 encoding/json 的 Decoder 进行解码时
  • 对实现了 Unmarshaler 接口的对象调用 UnmarshalJSON 方法时
• 反过来，将 struct 内容序列化为 json 时会触发 json.Marshal 的调用
  • 直接调用 json.Marshal 对一个对象进行编码
  • 使用 http.ResponseWriter 的 Write 方法响应 json 数据时
  • 使用 encoding/json 的 Encoder 进行编码时
  • 对实现了 Marshaler 接口的对象调用 MarshalJSON 方法时

序列化和反序列化问题解决了，那如何向数据库进行读写呢？

数据库读写

我们再给 NullString 添加两个方法 Value 和 Scan

• Value 方法会在写入数据库时被调用
• Scan 方法会在从数据库读取时被调用

// Scan 方法在 数据库读取时被调用
func (ns *NullString) Scan(value interface{}) error {
  // 如果 value 为 nil，则 Valid 为 false，String 为空字符串
  if value == nil {
    ns.String, ns.Valid = "", false
    return nil
  }
  // 否则，将 value 断言为 string 类型，断言成功 Valid 为 true，String 为 value
  ns.String, ns.Valid = value.(string)
  return nil
}
// Value 方法 在写入数据库时被调用
func (ns NullString) Value() (driver.Value, error) {
  // 如果 Valid 为 false，则返回 nil
  if !ns.Valid {
    return nil, nil
  }
  // 否则，返回 String
  return ns.String, nil
}

添加这两个方法后，我们就可以向数据库中写入 null 了

是什么时候会触发这两个方法呢？

• Scanner 接口的 Scan 方法会在以下情况被调用
  • ORM 框架如 GORM、database/sql 等查询时，扫描结果到自定义模型
• Valuer 接口的 Value 方法会在以下情况被调用
  • ORM 框架如 GORM、database/sql 构造写入语句时，获取自定义模型的值

使用

将上面 Tag 的解构体改为：

type Tag struct {
  ID   int        `json:"id"`
  Name NullString `json:"name"`
}

不过这里要注意的一点是，在给 Name 赋值时，需要使用 NullString 进行赋值，如果下所示：

tag := Tag{
  ID:   1,
  Name: NullString{String: "hello", Valid: true},
}

最后需要注意的是，go 中其他类型也要实现这样的方法，比如 NullInt，NullBool 等，可以参照这个 guregu/null 这个库

使用第三方库

1. 第三方库 guregu/null 已经实现了上面的方法，我们可以直接使用
2. ORM 一般都实现了这些功能
   • 需要注意的是有些 ORM 只实现了 Scanner 和 Valuer 接口，没有实现 MarshalJSON 和 UnmarshalJSON 接口

总结

1. 使用 string 只能满足必填的情况
2. ORM 框架一般都实现了 Scanner 和 Valuer 接口，但是有些 ORM 没有实现 MarshalJSON 和 UnmarshalJSON 接口，需要自己实现，或者使用第三方库
3. 使用指针时，如 *string，需要注意指针是否为 nil