JavaScript 转义字符JSON parse错误研究

目录

• JSON 字符串转换为 JavaScript 对象
• 找到 Scanner::Scan() 函数关键代码：
• ScanString() 函数

JSON 字符串转换为 JavaScript 对象

JSON.parse 将一个 JSON 字符串转换为 JavaScript 对象。

JSON.parse('{"hello":"\world"}')

以上代码输出：

{
  hello: "world"
}

是一个 JavaScript 对象，但是仔细观察会发现，"\world" 变成了 "world"。

那么我们继续运行如下代码：

JSON.parse('{"hello":"\\world"}')

出抛出异常：

VM376:1 Uncaught SyntaxError: Unexpected token w in JSON at position 11
    at JSON.parse (<anonymous>)
    at <anonymous>:1:6

Unexpected token w。

好奇心不死，继续试，3 个反斜杠：

JSON.parse('{"hello":"\\\world"}')

结果是：

VM16590:1 Uncaught SyntaxError: Unexpected token w in JSON at position 11
    at JSON.parse (<anonymous>)
    at <anonymous>:1:6

继续，4 个反斜杠：

JSON.parse('{"hello":"\\\\world"}')

结果正常:

{
 hello: "\world"
}

• 1个，"world"
• 2个，Error
• 3个，Error
• 4个，"\world"
• 5个，"\world"
• 6个，Error
• 7个，Error
• 8个，"\\world"
• 。。。

我们换个思路，把 JSON.parse 去掉，只输出 JavaScript 字符串：

> 'hello'
"hello"
> '\hello'
"hello"
> '\\hello'
"\hello"
> '\\\hello'
"\hello"
> '\\\\hello'
"\\hello"

问题大概找到了。

把上面的规则带入到之前的 JSON.parse 代码，问题就解决了。

我们看看 JSON 的字符串解析规则：

根据这个规则，我们解析一下 "\hello"，第 1 个字符是反斜杠（\），所以在引号后面走最下面的分支（红线标注）：

第 2 个字符是 h，但是反斜杠后面只有 9 条路，这个不属于任何一条路，所以这个是个非法字符。

不只是 JSON，在很多语言中都会抛出类似 Error:(7, 27) Illegal escape: '\h' 的错误。

但是不知道为什么 JavaScript 偏偏可以解析这个非法转义字符，而解决方式也很暴力：直接忽略。

在 es 规范我没有找到具体的章节。去看看 V8 是怎么解析的吧。

引擎读取 JavaScript 源码后首先进行词法分析，文件 /src/parsing/scanner.cc 的功能是读取源码并解析（当前最新版 6.4.286）。

找到 Scanner::Scan() 函数关键代码：

case '"':
case '\'':
  token = ScanString();
break;

是一个很长的 switch 语句：如果遇到双引号(")、单引号(')则调用 ScanString() 函数。

简单解释下：以上代码是 C++ 代码，在 C++ 中单引号是字符，双引号是字符串。所以表示字符时，双引号不需要转义，但是单引号需要转义；而表示字符串时，正好相反。此处的 C++ 转义并不是我们今天要研究的转义。

ScanString() 函数

在 ScanString() 函数中我们也只看重点代码：

while (c0_ != quote && c0_ != kEndOfInput && !IsLineTerminator(c0_)) {
  uc32 c = c0_;
  Advance();
  if (c == '\\') {
    if (c0_ == kEndOfInput || !ScanEscape<false, false>()) {
      return Token::ILLEGAL;
    }
  } else {
    AddLiteralChar(c);
  }
}
if (c0_ != quote) return Token::ILLEGAL;
literal.Complete();

如果已经到了末尾，或者下 1 个字符是不能转义的字符，则返回 Token::ILLEGAL。那么我们看看 ScanEscape 是不是返回了 false 呢？

template <bool capture_raw, bool in_template_literal>
bool Scanner::ScanEscape() {
  uc32 c = c0_;
  Advance<capture_raw>();
  // Skip escaped newlines.
  if (!in_template_literal && c0_ != kEndOfInput && IsLineTerminator(c)) {
    // Allow escaped CR+LF newlines in multiline string literals.
    if (IsCarriageReturn(c) && IsLineFeed(c0_)) Advance<capture_raw>();
    return true;
  }
  switch (c) {
    case '\'':  // fall through
    case '"' :  // fall through
    case '\\': break;
    case 'b' : c = '\b'; break;
    case 'f' : c = '\f'; break;
    case 'n' : c = '\n'; break;
    case 'r' : c = '\r'; break;
    case 't' : c = '\t'; break;
    case 'u' : {
      c = ScanUnicodeEscape<capture_raw>();
      if (c < 0) return false;
      break;
    }
    case 'v':
      c = '\v';
      break;
    case 'x': {
      c = ScanHexNumber<capture_raw>(2);
      if (c < 0) return false;
      break;
    }
    case '0':  // Fall through.
    case '1':  // fall through
    case '2':  // fall through
    case '3':  // fall through
    case '4':  // fall through
    case '5':  // fall through
    case '6':  // fall through
    case '7':
      c = ScanOctalEscape<capture_raw>(c, 2);
      break;
  }
  // Other escaped characters are interpreted as their non-escaped version.
  AddLiteralChar(c);
  return true;
}

这个函数只有 2 处返回了 false。

1、如果转义字符后面是 u，u 后面不是 Unicode 字符时，返回 false

2、如果转义字符后面是 x，x 后面不是十六进制数字时，返回 false

也就是说：'\u'、'\uhello'、'\u1'、'\x'、'\xx' 都抛出异常。

Uncaught SyntaxError: Invalid Unicode escape sequence

或

Uncaught SyntaxError: Invalid hexadecimal escape sequence

而其它非转义字符，都直接执行了后面的代码：

AddLiteralChar(c);
return true;

前面的注释也说明了这一点：

Other escaped characters are interpreted as their non-escaped version.

其他转义字符被解释为对应的非转义版本。

综上，问题的根源就是 JavaScript 和 JSON 对转义字符的处理方式不同，导致了难以发现的 bug。JSON 遇到不能转义的字符直接抛出异常，而 JavaScript 遇到不能转义的字符直接解释为对应的非转义版本。

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