Java如何将包含特殊字符的字符串转换为JSON格式？

一、问题背景与基础理解

在Java开发中，JSON（JavaScript Object Notation）是一种广泛使用的数据交换格式。当字符串中包含特殊字符（如双引号"、反斜杠\、换行符\n、制表符\t等）时，直接将其嵌入JSON结构中会导致解析失败或安全漏洞。

例如，字符串Hello "world"如果未经转义就写入JSON，会破坏结构的合法性，因为JSON中的字符串必须用双引号包裹。

二、自动处理：常用Java JSON库推荐

Java社区提供了多个成熟的JSON处理库，它们能自动处理字符串中的特殊字符转义。以下是几个常用的库及其特点：

使用这些库时，开发者无需手动处理转义逻辑，只需将字符串作为值传入即可。

三、手动处理：字符串转义细节

在某些特殊场景下（如自定义序列化逻辑或性能敏感的嵌入式系统），开发者可能需要手动进行字符串转义。以下是需要转义的常见字符及其对应的JSON转义表示：

• " → \"
• \ → \\
• / → \/（可选）
• \b → 退格符
• \f → 换页符
• \n → 换行符
• \r → 回车符
• \t → 制表符

手动实现时需注意以下几点：

1. 顺序问题：应先转义反斜杠\，否则会干扰后续字符的处理。
2. 字符编码：确保字符串使用UTF-8编码，避免出现乱码。
3. 控制字符处理：非打印字符应使用Unicode转义形式\uXXXX。

四、性能对比与最佳实践

不同JSON库在性能上存在差异，选择合适的库对性能敏感的应用至关重要。以下是一个简化的性能对比（基于百万次操作）：

编码规范上的最佳实践包括：

• 优先使用成熟的JSON库，避免手动拼接。
• 对于敏感字符串（如用户输入），应启用库的转义功能。
• 在日志输出或调试信息中，也应使用JSON格式化工具。

五、流程图：字符串转JSON的处理流程

graph TD
    A[原始字符串] --> B{是否使用JSON库?}
    B -->|是| C[调用库方法自动转义]
    B -->|否| D[进入手动处理流程]
    D --> E[检查特殊字符]
    E --> F[依次进行转义替换]
    F --> G[生成JSON字符串]
    C --> H[生成JSON字符串]
        

六、代码示例：使用不同库进行字符串转义

以下是使用不同库将字符串转换为合法JSON格式的代码示例：

1. 使用 FastJSON：

import com.alibaba.fastjson.JSON;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here.";
        String json = JSON.toJSONString(str);
        System.out.println(json);  // 输出: "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here."
    }
}
    

2. 使用 Jackson：

import com.fasterxml.jackson.core.JsonFactory;
import com.fasterxml.jackson.core.JsonGenerator;

import java.io.StringWriter;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here.";
        StringWriter sw = new StringWriter();
        JsonGenerator gen = new JsonFactory().createGenerator(sw);
        gen.writeString(str);
        gen.close();
        System.out.println(sw.toString());  // 输出: "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here."
    }
}
    

3. 使用 Gson：

import com.google.gson.Gson;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here.";
        Gson gson = new Gson();
        String json = gson.toJson(str);
        System.out.println(json);  // 输出: "Hello \"world\", this is a test.\nNew line here."
    }
}