lua序列化(支持循环引用)

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lua序列化

支持key类型为string, number
支持value类型为string, number, table, boolean
支持循环引用
支持加密序列化
支持loadstring反序列化

使用示例

local t = { a = 1, b = 2}
local g = { c = 3, d = 4,  t}
t.rt = g
local ser_str = ser(g)
local unser_table = loadstring(ser_str)()

原理详解

采用递归序列化表的方式实现，并且支持循环引用。循环引用支持实现思路参考了云风的序列化.
先说不考虑支持循环引用的简单情况，采用递归方式实现序列化很简单

直接使用type函数分别判断表中key-value对儿分别是什么数据类型，然后分别处理

序列化key

local keystr = nil
if type(k) == "string" then 
    keystr = string.format("[\"%s\"]", k)
elseif type(k) == "number" then 
    keystr = string.format("[%d]", k)
end

序列化value

local valuestr = nil
if type(v) == "string" then 
    valuestr = string.format("\"%s\"", tostring(v))
elseif type(v) == "number" or type(v) == "boolean" then  
    valuestr = tostring(v)
elseif type(v) == "table" then
    valuestr = table_ser(v)
end

分别处理完key和value直接插入一个表容器中就可以，最后在使用table.concat连接字符串就可以，这里要说一下lua中拼接字符串是个比较低效的行为，这跟lua字符串实现有关，每拼接都会重新生成一个新串，所以字符串越长拼接会越慢
这里使用table.concat，不但减少了拼接次数，而且这样拼接效率比较高，因为是调用C拼接，而非Lua字符串的行为

在大字符串连接中，我们应避免..。应用table来模拟buffer，然后concat得到最终字符串。

return string.format("{%s}", table.concat(container, ","))

精简后的代码

local function table_ser(tablevalue)
    -- 记录表中各项
    local container = {}
    for k, v in pairs(tablevalue) do
        -- 序列化key
        local keystr = nil
        if type(k) == "string" then 
            keystr = string.format("[\"%s\"]", k)
        elseif type(k) == "number" then 
            keystr = string.format("[%d]", k)
        end

        -- 序列化value
        local valuestr = nil
        if type(v) == "string" then 
            valuestr = string.format("\"%s\"", tostring(v))
        elseif type(v) == "number" or type(v) == "boolean" then 
            valuestr = tostring(v)
        elseif type(v) == "table" then
            valuestr = table_ser(v)
        end

        table.insert(container, string.format("%s=%s", keystr, valuestr))
    end
    return string.format("{%s}", table.concat(container, ","))
end

支持循环引用

其实普通序列化没什么好说的，重点在于对循环引用的支持思路参考了云风的实现

使用一个表mark记录所有序列化过的表，并记录其全key(从根表到当前表的全路径key)每次新序列化一个表时，首先查看是否已经序列化过，若没有序列化则直接序列化，若已经序列化过则处理如下：
在一个表assgin中记录所有循环引用情况，并给出正确赋值(因为循环引用不能直接序列化，
所以间接的在表构造之后赋值)，最后可以一起拼接到一起。

table序列化实现如下：

local function table_ser(tablevalue, tablekey, mark, assign)
    -- 标记当前table, 并记录其key名
    mark[tablevalue] = tablekey
    -- 记录表中各项
    local container = {}
    for k, v in pairs(tablevalue) do
        -- 序列化key
        local keystr = nil
        if type(k) == "string" then 
            keystr = string.format("[\"%s\"]", k)
        elseif type(k) == "number" then 
            keystr = string.format("[%d]", k)
        end

        -- 序列化value
        local valuestr = nil
        if type(v) == "string" then 
            valuestr = string.format("\"%s\"", tostring(v))
        elseif type(v) == "number" or type(v) == "boolean" then 
            valuestr = tostring(v)
        elseif type(v) == "table" then
            -- 获得从根表到当前表项的完整key， tablekey(代表tablevalue的key)， mark[v]代表table v的key
            local fullkey = string.format("%s%s", tablekey, keystr)
            if mark[v] then table.insert(assign, string.format("%s=%s", fullkey, mark[v]))
            else valuestr = table_ser(v, fullkey, mark, assign)
            end
        end

        if keystr and valuestr then
            local keyvaluestr = string.format("%s=%s", keystr, valuestr)
            table.insert(container, keyvaluestr)
        end
    end
    return string.format("{%s}", table.concat(container, ","))
end

调用table的序列化

local function ser(var, enc)
    assert(type(var)=="table")
    -- 标记所有出现的table, 并记录其key, 用于处理循环引用
    local mark = {}
    -- 用于记录循环引用的赋值语句
    local assign = {}
    -- 序列化表, ret字符串必须与后面的loca ret=%s中的ret相同，因为这个ret可能也会组织到结果字符串中。
    local ret = table_ser(var, "ret", mark, assign)
    local ret = string.format("local ret=%s %s return ret", ret, table.concat(assign, ";"))
    return (enc==nil or enc==true) and string.dump(loadstring(ret)) or ret
end

mark：处理循环引用最重要的就是mark表，它记录了已经序列化的表和其完整key路径
assgin: 记录循环引用的后期赋值语句，将这些语句拼接到表构造之外

序列化后就是一个lua的table创建并赋值的代码字符串，所以可以使用loadstring直接加载，加载后是一个chunk，可以当作函数运行就返回结果

序列化加密

string.dump(loadstring(ret))

这就是加密的代码，因为string.dump参数必须是function, 所以使用loadstring将字符串加载成chunk,然后在由string.dump导成字节码
其实就是使用了string.dump函数，它可以把function导成二进制字节码，使用它处理一下就可以把明文字符串转成字节码了

完整代码见我github中的luaser