JSON 序列化：不只是一个 API

JSON.stringify 和 JSON.parse 在工程中远远不是"传个对象就能用"。函数处理、循环引用、BigInt 报错、Date 自动转换——这些行为在不同场景下有完全不同的应对策略。

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JSON.stringify 在 V8 中的执行路径

JSON.stringify(value)
  → C++ JsonStringifier::SerializeJSObject(value)
  → 序列化为 std::vector<uint8_t>
  → 转回 v8::String
  → 返回 JS 字符串

JsonStringifier 内部维护两个关键状态：

1. Stack（访问栈）：用于循环引用检测。进入一个对象时 push，离开时 pop。如果在栈中发现同一个对象引用，抛出 TypeError: Converting circular structure to JSON。
2. PropertyList：对于定义了 toJSON() 方法的对象，只序列化 toJSON() 返回的值。

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六种特殊类型的处理

值	JSON.stringify 行为	原因
undefined	属性被跳过；数组中转 null	JSON 格式无 undefined 类型
Function	属性被跳过	JSON 不支持函数
Symbol	属性被跳过	JSON 不支持 Symbol
BigInt	抛出 TypeError	没有安全的数字表示（>2^53 精度丢失）
NaN / Infinity	转 null	JSON 规范不允许 NaN/Infinity
Date	调用 toISOString()	通过 toJSON() 方法
Map / Set / WeakMap / WeakSet	转 {}	内部属性为不可枚举，stringify 只处理可枚举自有属性
循环引用	抛出 TypeError	Stack 去重检测

这些行为是 JSON 格式设计本身决定的，不是 JSON.stringify 的实现缺陷。JSON 作为跨语言数据交换格式，不支持 JS 特有的类型。

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toJSON 方法的调用时机

JSON.stringify 遇到一个对象时，会先检查它是否有 toJSON 方法。如果有，调用 toJSON() 并用返回值替代原对象继续序列化：

const obj = {
  name: 'event',
  createdAt: new Date(),
  toJSON() {
    return { name: this.name, time: this.createdAt.getTime() };
  }
};
JSON.stringify(obj);
// '{"name":"event","time":1700000000000}'

Date.prototype.toJSON 是内置的——它等价于 Date.prototype.toISOString()。这也是为什么 Date 在 JSON.stringify 中自动转为 ISO 字符串。

自定义 toJSON 的主要用途：排除不可序列化的字段、转换类型（如 Date → timestamp）、或调整输出结构以匹配外部系统的 schema。

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JSON.parse reviver 的安全风险

JSON.parse 的第二个参数 reviver 允许在解析过程中转换值：

// ❌ 危险：用 eval 恢复函数
JSON.parse(str, (k, v) => {
  if (typeof v === 'string' && v.startsWith('function')) {
    return eval(`(${v})`);
  }
  return v;
});

eval 执行的是任意 JS 代码。如果 JSON 字符串来自用户输入、URL 参数、或任何不可信来源，这等于一个 RCE 漏洞。

更安全的替代方案：不要序列化函数。 如果数据模型中包含函数，把数据和行为分开——这是更健康的设计。

如果确实需要跨上下文传递函数逻辑，考虑：

• 传递函数标识符（函数名），在消费方查表调用
• 使用 Web Worker 的 postMessage + 预定义的消息 type
• 使用沙箱化的 new Function()（比 eval 稍安全，但在 CSP 环境下不可用）

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structuredClone：现代替代方案

structuredClone（2022，所有现代浏览器 + Node 17+）是深拷贝和序列化的首选：

const obj = { a: 1, b: { c: 2 } };
const cloned = structuredClone(obj);
// 深拷贝，支持循环引用

structuredClone 相比 JSON.parse(JSON.stringify()) 的优势：

特性	JSON	structuredClone
循环引用	❌ 报错	✅ 正确复制
Date	✅（转 ISO string）	✅（保持 Date 对象）
Map / Set	❌ 转 {}	✅ 完整支持
RegExp	❌ 转 {}	✅ 完整支持
ArrayBuffer / TypedArray	❌	✅ 完整支持
Function	❌ 跳过	❌ 报错 DataCloneError
Symbol	❌ 跳过	❌ 报错 DataCloneError
DOM 节点	❌ 跳过	❌ 报错 DataCloneError
Error 对象	❌ 转 {}	✅ 完整支持

性能方面，structuredClone 对大型对象（>100KB）明显快于 JSON.parse(JSON.stringify())，因为它直接操作引擎内部的序列化格式，不需要经过字符串中间表示。

structuredClone 的局限性是它使用结构化克隆算法（和 postMessage 相同），不支持函数、Symbol、DOM 节点。这不是缺陷，是算法设计目标决定的——它设计用于跨上下文传递数据，而不是代码。

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生产场景的序列化策略

场景	推荐方案
API 请求/响应	JSON.stringify + JSON.parse
深拷贝纯数据	structuredClone
Web Worker 消息	postMessage（自动 structured clone）
持久化到 IndexedDB	structuredClone（部分浏览器支持直接存储）
包含 Date 的拷贝	structuredClone
包含循环引用的拷贝	structuredClone 或 lodash.cloneDeep
包含函数的对象	不要序列化函数——重构为数据+行为分离
大对象（>1MB）序列化	structuredClone（避免字符串中间态）
浏览器不支持 structuredClone	MessageChannel postMessage hack 或 lodash.cloneDeep