不规范的字符串转换成json格式思路总结

需求描述

因为种种原因,线上服务打印的日志是类json字符串,所谓类json字符串即整体上符合json串的结构,但是细节处总会有不规范的地方。比如:某些key、value没有带双引号;空值位置直接什么都没有等。例子:

{ver: , caller: test_caller, token: test_token, "args": {"arg": {"id":43523053453453, "model":{"city": 1, "time":1561519119}}}}

因为要使用这种数据且需要是严格的json格式,所以只能写脚本特别处理一下了。

挑战

实际遇到的问题比上面的字符串复杂的多,可能有各种难处理的点,比如:

  • 有些value里面包含逗号,因为逗号是json的分隔符,所以很处理
  • 有些value里面包含冒号,如网址。冒号也是json的分隔符
  • 部分字段自带了双引号,保持了json格式

解决思路

step1:

首先,如果要处理的字符甚至不是类json字符,可以找一下规律,利用shell先转变为类json字符。可能会常用到sed的文本替换功能:

sed -i 's#oldstring#newstring#g' 文件名

比如上面提到的,有部分文本带了双引号,有了没带,为了方便统一处理,我们可以先把所有的双引号先全部删除(替换为空字符即可)。注意双引号要用转义字符:

sed -i 's#\"##g' 文件名``

step2:

抽象出现有的类json字符串不符合json格式的规律。看似杂乱无章的文本其实往往也是有规律可循的。把目标锁定在字符串中'{}[],:'这六个分隔符上,罗列出它们左侧和右侧有哪些不同的情况,再把不符合json格式的情况分别处理掉。一个这样的分析样例:


类json字符分析

把这个图画出来之后,这项工作就完成80%了,之后把每个特殊字符左右两侧的情况梳理,提取出非法json格式,同时考虑到有些特殊字符可能会存在联动情况,分别处理就可以了。
方法很笨拙,但是可以解决问题。

python代码示例

以下是对上文总结规律的字符串做处理的代码,只是展示以下思路,可能每个人遇到的类json字符串逻辑都是不同的,所以可能不会有通用的处理方法。用python写起来很方便,但是执行起来效率非常低,python的多线程又是假的,采用多进程并发读文件方式可以大幅提升速度,但是也需要增添大量代码。
首先,定义一个Tojson类,用于字符串处理。

class Tojson:
    # 待处理字符
    old_str = ''
    # 处理后字符
    new_str = ''
    # 当前位置
    current_pos = 0

    def __init__(self, old_str):
        self.old_str = old_str

    def json(self):
        return self.new_str
    
    # 返回当前要处理的字符
    def peek(self):
        current_value = self.old_str[self.current_pos]
        if self.current_pos < len(self.old_str) - 1:
            self.current_pos += 1
        return current_value
    
    # 返回当前位置偏移offset位的字符,正值后移,负值前移
    def next_val(self, offset):
        return self.old_str[self.current_pos + offset - 1]
    
    # 字符c写入处理结果
    def append(self, c):
        self.new_str += c
        
    # 判断是否是开始位置
    def start(self):
        if self.current_pos == 0:
            return True
        else:
            return False
        
    # 判断是否是结束位置
    def end(self):
        if self.current_pos == len(self.old_str) - 1:
            return True
        else:
            return False


# 判断是否是特殊字符
def is_sign(val):
    if val in '{}[],:':
        return True
    else:
        return False

然后是递归处理方法:

def decode(to_json):
    if to_json.end():
        return

    if to_json.start():
        c = to_json.peek()
        if c != "{":
            raise Exception('input string should start with \'{\'')
        else:
            to_json.append(c)
            to_json.append('"')
            decode(to_json)

    c = to_json.peek()
    if not is_sign(c):
        to_json.append(c)
        decode(to_json)
    else:
        quota = '"'
        if c == '{':
            to_json.append(c)
            if not is_sign(to_json.next_val(1)):
                to_json.append(quota)
        elif c == '}':
            if not is_sign(to_json.next_val(-1)):
                to_json.append(quota)
            to_json.append(c)
        elif c == '[':
            to_json.append(c)
            if not is_sign(to_json.next_val(1)):
                to_json.append(quota)
        elif c == ']':
            if not is_sign(to_json.next_val(-1)):
                to_json.append(quota)
            to_json.append(c)
        elif c == ':':
            if not is_sign(to_json.next_val(-1)):
                to_json.append(quota)
            to_json.append(c)
            if not is_sign(to_json.next_val(1)):
                to_json.append(quota)
        elif c == ',':
            if not is_sign(to_json.next_val(-1)):
                to_json.append(quota)
            to_json.append(c)
            if to_json.next_val(1).isspace():
                if not is_sign(to_json.next_val(2)):
                    to_json.append(quota)
                to_json.peek()
    decode(to_json)
    return


f = open(srcfilename)
fw = open(destfilename + 'new', 'w+')
line = f.readline()

start = time.time()
num = 0
print "开始处理数据..."
while line:
    line_json = Tojson(line)
    decode(line_json)
    fw.writelines(line_json.json())
    line = f.readline()
f.close()
fw.close()
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