PHP JSON解析机制详解

1. PHP JSON解析基础

PHP通过json_decode()函数解析JSON字符串，其函数签名如下：

json_decode ( string $json [, bool $assoc = false [, int $depth = 512 [, int $options = 0 ]]] ) : mixed

参数说明

可用选项

• JSON_BIGINT_AS_STRING：将大整数转为字符串（默认为float类型）
• JSON_OBJECT_AS_ARRAY：效果等同于将assoc设为TRUE

2. PHP版本实现差异

PHP 5实现

PHP 5.2.0开始内置JSON扩展，基于Douglas Crockford的JSON_checker实现：

1. 调用栈：
   • zif_json_decode (ext/json/json.c:831-857)
   • php_json_decode_ex (ext/json/json.c:680-796)
   • json_utf8_to_utf16 (UTF-8转UTF-16)
   • new_JSON_parser (初始化)
   • parse_JSON_ex (解析核心，位于ext/json/JSON_parser.c:439-750)

PHP 7实现

PHP 7使用全新解析器，专为PHP定制：

1. 调用栈：

   • zif_json_decode (ext/json/json.c:312-362)
     • 默认嵌套深度：512
     • 最大嵌套深度：2147483647
   • php_json_decode_ex (ext/json/json.c:246-264)
     • 初始化解析器：php_json_parser_init
     • 解析JSON字符串：php_json_yyparse
     • 错误处理：抛出异常及错误信息
     • 返回PHP对象

2. 解析器生成工具：

   • re2c 0.16（用于词法分析）
   • Bison 3.0.4（用于语法分析）

3. 解析过程详解

解析流程

1. php_json_yyparse (语法分析)

   • 定义：#define yyparse php_json_yyparse
   • 位置：ext/json/json_parser.tab.c:115
   • 关键代码：通过yylex获取词法单元

2. php_json_yylex (词法分析)

   • 定义：#define yylex php_json_yylex
   • 调用php_json_scan进行实际扫描

3. php_json_scan (扫描器)

   • 位置：ext/json/json_scanner.c
   • 功能：匹配并解析字符串（包括Unicode转义如\uXXXX、回车符等）

Unicode解析示例

解析\u003e的过程：

1. 字符匹配流程：

   • 遇到\：跳转至yy175
   • 遇到u：跳转至yy177
   • 遇到0：跳转至yy179和yy182
   • 遇到3：跳转至yy186
   • 遇到e：跳转至yy190

2. Unicode转换：

   int utf16 = php_json_ucs2_to_int(s, 2);  // 调用php_json_ucs2_to_int_ex
   return php_json_ucs2_to_int_ex(s, size, 1);  // 返回62（对应字符'>'）
   

3. 字符串处理：

   s->str_esc += 5;  // \u003e -> >
   size_t len = s->cursor - s->str_start - s->str_esc - 1 + s->utf8_invalid_count;
   

4. 代码分析方法

静态分析

1. 关键文件：

   • ext/json/json.c
   • ext/json/json_parser.tab.c
   • ext/json/json_scanner.c

2. 工具推荐：

   • Sublime Text 3 / Visual Studio Code
   • Understand（代码分析工具）
   • Lex/Flex/Yacc/Bison（解析器生成工具）

动态分析

1. 关键断点：

   • php_json_scan
   • php_json_ucs2_to_int_ex
   • php_json_hex_to_int

2. 调试技巧：

   • 优先使用单步调试而非单步跳过
   • 在关键函数处设置断点
   • 观察解析过程中的状态变化

5. 实际应用示例

<?php
// Unicode转义示例
print_r("===== Unicode \\u003e ===== ");
$str = '{"vk":"vir\u003eink"}';
$obj = json_decode($str);
print_r($str . "\r\n");
print_r($obj);

/* 输出:
===== Unicode \u003e ===== 
{"vk":"vir\u003eink"}
stdClass Object
(
    [vk] => vir>ink
)
*/

6. 总结

PHP的JSON解析机制经历了从PHP 5到PHP 7的重大改进：

1. PHP 5使用基于JSON_checker的解析器
2. PHP 7使用专为PHP定制的解析器，性能更好
3. 解析过程分为词法分析(php_json_scan)和语法分析(php_json_yyparse)
4. Unicode字符处理通过php_json_ucs2_to_int_ex等函数实现
5. 可通过静态代码分析和动态调试深入理解解析过程

理解PHP的JSON解析机制有助于：

• 更好地处理JSON数据
• 调试JSON解析相关问题
• 开发高性能的JSON处理应用