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JSON シリアライズの際の循環参照エラー

by WebSurfer 8. March 2020 15:51

.NET Framework の ASP.NET MVC アプリや Web API アプリでオブジェクトを JSON 文字列にシリアライズするときの循環参照エラーの問題とその回避方法を書きます。

循環参照エラー

例えば、Entity Framework 6 の Code First 機能を利用して、以下のコード(Microsoft のチュートリアル「新しいデータベースへの Code First」のサンプルコードです)からデーターベースを生成し、Linq to Entities で取得したデータを JSON にシリアライズするケースを考えます。

public class Blog
{
    public int BlogId { get; set; }
    public string Name { get; set; }

    public virtual List<Post> Posts { get; set; }
}

public class Post
{
    public int PostId { get; set; }
    public string Title { get; set; }
    public string Content { get; set; }

    public int BlogId { get; set; }
    public virtual Blog Blog { get; set; }
}

public class BloggingContext : DbContext
{
    public DbSet<Blog> Blogs { get; set; }
    public DbSet<Post> Posts { get; set; }
}

以下のコードのように、Linq to Enitities を使ってデータベースからデータを取得し、ASP.NET MVC5 の Controller.Json メソッドを使って JSON 文字列にシリアライズしてみます。

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web.Mvc;
using Mvc5App.DAL;
using System.Data.Entity;

namespace Mvc5App.Controllers
{
    public class HomeController : Controller
    {
        public ActionResult Json()
        {
            var db = new BloggingContext();
            var list = db.Blogs.Include(b => b.Posts);
            return Json(list, JsonRequestBehavior.AllowGet);
        }
    }
}

上のアクションメソッド Json を呼び出すと、この記事の上の画像の通り、循環参照エラーになります。

(注: ちなみに、上のコードを var list = db.Blogs; に変えるとシリアライズの際に遅延ローディングが起こって "この Command に関連付けられている DataReader が既に開かれています。このコマンドを最初に閉じる必要があります" というエラーになります。var list = db.Blogs.ToList(); とすると、シリアライズの際に遅延ローディングが起こるのは同じですが、その時は DataReader が閉じているので循環参照のところまで進んで、上の画像と同じエラーになります)

ASP.NET Web API でも同様で、return db.Blogs.Include(b => b.Posts); とするとシリアライズする際に循環参照が生じて JSON へのシリアライズに失敗します。

原因は Post クラスにナビゲーションプロパティ Blog が定義されているためで、それをシリアライズしようとすると循環参照が発生し InvalidOperationException がスローされるからだそうです。ググってヒットした記事「ASP.NET Web API で循環参照なモデルの公開を解決する」を参考にさせていただきました。

その記事に書いてありますが、.NET Framework の ASP.NET Web API の JSON シリアライザは Newtonsoft の Json.NET のもので、JsonIgnoreAttribute Class という属性が利用できます。なので、上の Post クラスの Blog プロパティに [JsonIgnore] を付与すればシリアライズの際の循環参照エラーは回避できます。

しかしながら、MVC5 アプリで利用する Controller.Json メソッドは内部で JavaScriptSerializer クラスを使っており、JsonIgnore 属性は効果がありません。

なので、Microsoft のドキュメント「Create Data Transfer Objects (DTOs)」を参考にして以下のコードのようにしてみました。

public class BlogDto
{
    public int BlogId { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public List<PostDto> Posts { get; set; }
}

public class PostDto
{
    public int PostId { get; set; }
    public string Title { get; set; }
    public string Content { get; set; }
    public int BlogId { get; set; }
}

public ActionResult Json()
{
    var db = new BloggingContext();

    var list = db.Blogs.Include(b => b.Posts).
               Select(b => new BlogDto
               {
                   BlogId = b.BlogId,
                   Name = b.Name,
                   Posts = b.Posts.Select(p => new PostDto
                   {
                       PostId = p.PostId,
                       Title = p.Title,
                       Content = p.Content,
                       BlogId = p.BlogId
                   }).ToList()
               });

    return Json(list, JsonRequestBehavior.AllowGet);
}

ナビゲーションプロパティを除いた別の入れ物(上の BlogDto クラス、PostDto クラス)に入れてシリアライズしているわけですから、当然ながら循環参照の問題はなくなって JSON 文字列にシリアライズできます。

循環参照を避ける以外に、必要なデータだけを望む形で JSON 文字列にシリアライズするということも出来るわけですから、積極的に DTO を使うのが正解だと思います。

なお、.NET Core 3.0 以降には JsonIgnoreAttribute クラスが利用できるので、上の .NET Framework のケースとは話は違ってきて、MVC, Web API どちらの場合も循環参照になるプロパティに [JsonIgnore] を付与すればシリアライズできます。

(Microsoft のドキュメント Add Newtonsoft.Json-based JSON format support を見ると ASP.NET Core 2.x 以前は Newtonsoft.Json パッケージが、ASP.NET Core 3.x 以降は System.Text.Json が使われているそうです)

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2010年5月にこのブログを立ち上げました。その後 ブログ2 を追加し、ここは ASP.NET 関係のトピックス、ブログ2はそれ以外のトピックスに分けました。

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