fastjson深度源码解析- 序列化(一) - 序列化基础类型解析

转x33g5p2x  于2021-12-25 转载在 其他  
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首先感谢高铁同学同意我撰写fastjson源码解析并且给予了必要的指导，fastjson是一个高效的json与java对象序列化框架，很多公司和开源框架都从fastjson中受益。

目前网上公开的fastjson源码解析太少或者缺少深度，因此我计划通过研究源码的方式并记录下来，让更多想了解底层实现的同学受益。如果在阅读过程中发现错误，欢迎与我沟通 。

  1. 邮箱：jason.shang@hotmail.com
  2. 微信：skyingshang

可以在线阅读gitbookfastjson源码解析,也可以参考已经添加注释的源码fastjson注释版本_master分支。

我在工作之余编写源码解析的目的：
  1. 做技术应该追求极致和细节，让更多的人拥抱开源并从中受益
  2. 深入理解fastjson作者的设计思想
  3. 掌握基本的词法和语法分析实现
  4. 源码是最好的教材，降低阅读开源代码的成本
  5. 巩固技术基础
  6. 分享是一种美德
为了尊重作者的劳动，如果您转载请保留以下内容：
  1. 文章作者 ： 诣极(商宗海)
  2. 框架作者 ： 高铁
  3. 文章地址 ： https://zonghaishang.gitbooks.io/fastjson-source-code-analysis/content/
  4. 代码地址 ： https://github.com/zonghaishang/fastjson
  5. 框架地址 ： https://github.com/alibaba/fastjson

概要

fastjson核心功能包括序列化和反序列化，序列化的含义是将java对象转换成跨语言的json字符串。我认为从这里作为分析入口相对比较简单，第二章会从反序列化角度切入，会包含词法分析等较为复杂点展开。

现在，我们正式开始咀嚼原汁原味的代码吧，我添加了详细的代码注释。

SerializeWriter成员变量

com.alibaba.fastjson.serializer.SerializeWriter类非常重要，序列化输出都是通过转换底层操作，重要字段如下：

  1. /** 字符类型buffer */
  2.     private final static ThreadLocal<char[]> bufLocal      = new ThreadLocal<char[]>();
  3.     /** 字节类型buffer */
  4.     private final static ThreadLocal<byte[]> bytesBufLocal = new ThreadLocal<byte[]>();
  6.     /** 存储序列化结果buffer */
  7.     protected char                           buf[];
  9.     /** buffer中包含的字符数 */
  10.     protected int                            count;
  12.     /** 序列化的特性，比如写枚举按照名字还是枚举值 */
  13.     protected int                            features;
  15.     /** 序列化输出器 */
  16.     private final Writer                     writer;
  18.     /** 是否使用单引号输出json */
  19.     protected boolean                        useSingleQuotes;
  20.     /** 输出字段是否追加 "和：字符 */
  21.     protected boolean                        quoteFieldNames;
  22.     /** 是否对字段排序 */
  23.     protected boolean                        sortField;
  24.     /** 禁用字段循环引用探测 */
  25.     protected boolean                        disableCircularReferenceDetect;
  26.     protected boolean                        beanToArray;
  27.     /** 按照toString方式获取对象字面值 */
  28.     protected boolean                        writeNonStringValueAsString;
  29.     /** 如果字段默认值不输出，比如原型int，默认值0不输出 */
  30.     protected boolean                        notWriteDefaultValue;
  31.     /** 序列化枚举时使用枚举name */
  32.     protected boolean                        writeEnumUsingName;
  33.     /** 序列化枚举时使用枚举toString值 */
  34.     protected boolean                        writeEnumUsingToString;
  35.     protected boolean                        writeDirect;
  36.     /** key分隔符，默认单引号是'，双引号是" */
  37.     protected char                           keySeperator;
  39.     protected int                            maxBufSize = -1;
  41.     protected boolean                        browserSecure;
  42.     protected long                           sepcialBits;

SerializeWriter成员函数

序列化整形数字

  1. public void writeInt(int i) {
  2.         /** 如果是整数最小值，调用字符串函数输出到缓冲区*/
  3.         if (i == Integer.MIN_VALUE) {
  4.             write("-2147483648");
  5.             return;
  6.         }
  8.         /** 根据数字判断占用的位数，负数会多一位用于存储字符`-` */
  9.         int size = (i < 0) ? IOUtils.stringSize(-i) + 1 : IOUtils.stringSize(i);
  11.         int newcount = count + size;
  12.         /** 如果当前存储空间不够 */
  13.         if (newcount > buf.length) {
  14.             if (writer == null) {
  15.                 /** 扩容到为原有buf容量1.5倍+1, copy原有buf的字符*/
  16.                 expandCapacity(newcount);
  17.             } else {
  18.                 char[] chars = new char[size];
  19.                 /** 将整数i转换成单字符并存储到chars数组 */
  20.                 IOUtils.getChars(i, size, chars);
  21.                 /** 将chars字符数组内容写到buffer中*/
  22.                 write(chars, 0, chars.length);
  23.                 return;
  24.             }
  25.         }
  27.         /** 如果buffer空间够，直接将字符写到buffer中 */
  28.         IOUtils.getChars(i, newcount, buf);
  29.         /** 重新计数buffer中字符数 */
  30.         count = newcount;
  31.     }

其中值得提一下的是IOUtils.getChars，里面利用了Integer.getChars(int i, int index, char[] buf),主要的思想是整数超过65536 进行除以100, 循环取出数字后两位，依次将个位和十位转换为单字符，如果整数小于等于65536，进行除以10，取出个位数字并转换单字符，getCharts中 q = (i * 52429) >>> (16+3)，可以理解为 (i乘以0.1), 但是精度更高。

序列化长整形数字

  1. public void writeLong(long i) {
  2.         boolean needQuotationMark = isEnabled(SerializerFeature.BrowserCompatible) //
  3.                                     && (!isEnabled(SerializerFeature.WriteClassName)) //
  4.                                     && (i > 9007199254740991L || i < -9007199254740991L);
  6.         if (i == Long.MIN_VALUE) {
  7.             if (needQuotationMark) write("\"-9223372036854775808\"");
  8.             /** 如果是长整数最小值，调用字符串函数输出到缓冲区*/
  9.             else write("-9223372036854775808");
  10.             return;
  11.         }
  13.         /** 根据数字判断占用的位数，负数会多一位用于存储字符`-` */
  14.         int size = (i < 0) ? IOUtils.stringSize(-i) + 1 : IOUtils.stringSize(i);
  16.         int newcount = count + size;
  17.         if (needQuotationMark) newcount += 2;
  18.         /** 如果当前存储空间不够 */
  19.         if (newcount > buf.length) {
  20.             if (writer == null) {
  21.                 /** 扩容到为原有buf容量1.5倍+1, copy原有buf的字符*/
  22.                 expandCapacity(newcount);
  23.             } else {
  24.                 char[] chars = new char[size];
  25.                 /** 将长整数i转换成单字符并存储到chars数组 */
  26.                 IOUtils.getChars(i, size, chars);
  27.                 if (needQuotationMark) {
  28.                     write('"');
  29.                     write(chars, 0, chars.length);
  30.                     write('"');
  31.                 } else {
  32.                     write(chars, 0, chars.length);
  33.                 }
  34.                 return;
  35.             }
  36.         }
  38.         /** 添加引号 */
  39.         if (needQuotationMark) {
  40.             buf[count] = '"';
  41.             IOUtils.getChars(i, newcount - 1, buf);
  42.             buf[newcount - 1] = '"';
  43.         } else {
  44.             IOUtils.getChars(i, newcount, buf);
  45.         }
  47.         count = newcount;
  48.     }

序列化长整型和整型非常类似，增加了双引号判断，采用用了和Integer转换为单字符同样的技巧。

序列化浮点类型数字

  1. public void writeDouble(double doubleValue, boolean checkWriteClassName) {
  2.         /** 如果doubleValue不合法或者是无穷数，调用writeNull */
  3.         if (Double.isNaN(doubleValue)
  4.                 || Double.isInfinite(doubleValue)) {
  5.             writeNull();
  6.         } else {
  7.             /** 将高精度double转换为字符串 */
  8.             String doubleText = Double.toString(doubleValue);
  9.             /** 启动WriteNullNumberAsZero特性，会将结尾.0去除 */
  10.             if (isEnabled(SerializerFeature.WriteNullNumberAsZero) && doubleText.endsWith(".0")) {
  11.                 doubleText = doubleText.substring(0, doubleText.length() - 2);
  12.             }
  14.             /** 调用字符串输出方法 */
  15.             write(doubleText);
  17.             /** 如果开启序列化WriteClassName特性，输出Double类型 */
  18.             if (checkWriteClassName && isEnabled(SerializerFeature.WriteClassName)) {
  19.                 write('D');
  20.             }
  21.         }
  22.     }
  24.      public void writeFloat(float value, boolean checkWriteClassName) {
  25.         /** 如果value不合法或者是无穷数，调用writeNull */
  26.         if (Float.isNaN(value) //
  27.                 || Float.isInfinite(value)) {
  28.             writeNull();
  29.         } else {
  30.             /** 将高精度float转换为字符串 */
  31.             String floatText= Float.toString(value);
  32.             /** 启动WriteNullNumberAsZero特性，会将结尾.0去除 */
  33.             if (isEnabled(SerializerFeature.WriteNullNumberAsZero) && floatText.endsWith(".0")) {
  34.                 floatText = floatText.substring(0, floatText.length() - 2);
  35.             }
  36.             write(floatText);
  38.             /** 如果开启序列化WriteClassName特性，输出float类型 */
  39.             if (checkWriteClassName && isEnabled(SerializerFeature.WriteClassName)) {
  40.                 write('F');
  41.             }
  42.         }
  43.     }

序列化浮点类型的基本思路是先转换为字符串，然后在输出到输出流中。

序列化枚举类型

  1. public void writeEnum(Enum<?> value) {
  2.         if (value == null) {
  3.             /** 如果枚举value为空，调用writeNull输出 */
  4.             writeNull();
  5.             return;
  6.         }
  8.         String strVal = null;
  9.         /** 如果开启序列化输出枚举名字作为属性值 */
  10.         if (writeEnumUsingName && !writeEnumUsingToString) {
  11.             strVal = value.name();
  12.         } else if (writeEnumUsingToString) {
  13.             /** 采用枚举默认toString方法作为属性值 */
  14.             strVal = value.toString();;
  15.         }
  17.         if (strVal != null) {
  18.             /** 如果开启引号特性，输出json包含引号的字符串 */
  19.             char quote = isEnabled(SerializerFeature.UseSingleQuotes) ? '\'' : '"';
  20.             write(quote);
  21.             write(strVal);
  22.             write(quote);
  23.         } else {
  24.             /** 输出枚举所在的索引号 */
  25.             writeInt(value.ordinal());
  26.         }
  27.     }

序列化单字符

  1. public void write(int c) {
  2.         int newcount = count + 1;
  3.         /** 如果当前存储空间不够 */
  4.         if (newcount > buf.length) {
  5.             if (writer == null) {
  6.                 expandCapacity(newcount);
  7.             } else {
  8.                 /** 强制流输出并刷新缓冲区 */
  9.                 flush();
  10.                 newcount = 1;
  11.             }
  12.         }
  13.         /** 存储单字符到buffer并更新计数 */
  14.         buf[count] = (char) c;
  15.         count = newcount;
  16.     }

序列化Null

  1. public void writeNull() {
  2.         /** 调用输出字符串null */
  3.         write("null");
  4.     }

序列化Boolean

  1. public void write(boolean value) {
  2.         if (value) {
  3.             /** 输出true字符串 */
  4.             write("true");
  5.         } else {
  6.             /** 输出false字符串 */
  7.             write("false");
  8.         }
  9.     }

版权说明 : 本文为转载文章, 版权归原作者所有 版权申明

原文链接 : https://blog.csdn.net/shangzonghai/article/details/79187455

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