ArduinoJson库在ESP8266上处理HTTP JSON数据的问题与解决方案

问题背景

在使用ArduinoJson库(版本7)配合ESP8266开发板处理HTTP请求中的JSON数据时，开发者发现了一个有趣的现象：当从不同浏览器发送JSON数据到服务器时，行为表现不一致。具体表现为：

• 从Safari浏览器发送JSON数据时，无论数据大小，都能正常解析
• 但从Chrome或Edge浏览器发送超过约160字节的JSON数据时，会出现解析错误

问题现象分析

通过日志输出可以观察到：

1. 使用Safari时：

   • 数据一次性完整接收(如336字节)
   • 能够成功解析JSON文档

2. 使用Chrome或Edge时：

   • 大数据被分割成多个片段接收(如先124字节，再212字节)
   • 导致JSON解析失败，出现"IncompleteInput"或"InvalidInput"错误

技术原因探究

经过深入分析，发现问题并非出在ArduinoJson库本身，而是与ESPAsyncWebServer库处理HTTP请求的方式有关。具体原因包括：

1. HTTP分块传输编码：现代浏览器(如Chrome、Edge)可能使用分块传输编码(chunked transfer encoding)来发送较大数据
2. 数据缓冲处理：ESPAsyncWebServer默认情况下可能没有正确处理分块数据，导致大数据被分割
3. 接收机制差异：不同浏览器在发送HTTP请求时采用的策略可能不同，导致数据接收方式不同

解决方案实现

针对这一问题，开发者提出了一个有效的解决方案：实现一个数据缓冲机制，等待所有数据块接收完成后再进行JSON解析。具体实现代码如下：

#define BUFFER_SIZE 512
uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
size_t bufferIndex = 0;

server.on(
    "/update_settings", HTTP_POST, [](AsyncWebServerRequest *request) {}, NULL,
    [](AsyncWebServerRequest *request, uint8_t *data, size_t len, size_t index, size_t total) {
        if (total > BUFFER_SIZE) {
            request->send(400, "total Oversize");
        } else {
            // 将接收到的数据块存入缓冲区
            for (size_t i = 0; i < len; i++) {
                buffer[bufferIndex++] = data[i];
            }
            
            // 检查是否已接收完整数据
            if (bufferIndex >= total) {
                bufferIndex = 0;  // 重置缓冲区索引
                
                // 解析完整的JSON数据
                JsonDocument doc;
                DeserializationError error = deserializeJson(doc, buffer);
                
                if (error) {
                    Serial.println(error.c_str());
                    request->send(400, error.c_str());
                    return;
                } else if (doc.containsKey("settingsID")) {
                    // 处理有效的JSON数据
                    // ...
                }
                doc.clear();  // 清理文档对象
            }
            request->send(200);
        }
    });

方案优势与注意事项

这种解决方案具有以下优点：

1. 兼容性强：能够处理来自各种浏览器的请求，无论数据是否分块
2. 稳定性高：确保只有在接收完整数据后才进行解析
3. 内存可控：通过BUFFER_SIZE限制最大接收数据量，防止内存溢出

使用时需要注意：

1. 根据实际需求调整BUFFER_SIZE大小
2. 考虑添加超时机制，防止长时间等待不完整数据
3. 在多请求环境下，需要考虑缓冲区的线程安全问题

总结

通过这一案例，我们了解到在处理嵌入式Web服务时，需要考虑不同客户端的行为差异。ArduinoJson库本身工作正常，但需要配合适当的数据接收策略才能发挥最佳效果。这种缓冲接收完整数据后再解析的方法，不仅适用于当前场景，也可以推广到其他类似的嵌入式Web开发场景中。