JSON資料格式及其在WEB開發中的應用

JSON是什麼？

• JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的資料交換格式，採用完全獨立於語言的文字格式，是理想的資料交換格式。同時，JSON是 JavaScript 原生格式，這意味著在 JavaScript 中處理 JSON資料不需要任何特殊的 API 或工具包。
• RFC: http://www.rfc-editor.org/rfc…

JSON的歷史

• 在2001年，JSON被道格拉斯•克羅克福德(Douglas Crockford)建立，並在RFC4627與IETF（因特網工程任務組）標準中被規定；詳情見 http://tools.ietf.org/html/rf…。根據規範，JSON的IANA（網際網路數字分配機構）媒體型別是application/json，檔案型別是json。
• 它基於JavaScript語言，是在JavaScript的陣列（array）和物件（object）基礎上發展而來;
• 道格拉斯從JS語言中發現的(也可以說是他創造出來的)，比當時流行的XML資料傳輸要優越；

JSON官方網站：http://json.org/

• JSON是語言無關的，支援語言如下
• 8th,ABAP,Ada,AdvPL,ASP,AWK,Bash,BlitzMax,C,C++,C#,Ciao,Clojure,Cobol,ColdFusion,
• D,Dart,Delphi,E,Fantom,FileMaker,Fortran,Go,Groovy,Haskell,Java,JavaScript,LabVIEW,Lisp,LiveCode,LotusScript,LPC,Lua
• M,Matlab,Net.Data,Nim,Objective C,OCaml,PascalScript,Perl,Photoshop,PHP,PicoLisp,Pike,PL/SQL,PowerShell,PureBasic,Puredata,Python,
• R,Racket,Rebol,RPG,Rust,Ruby,Scheme,Squeak,Symbian,Tcl,Visual Basic,Visual FoxPro

json與ajax

• Ajax 即“Asynchronous Javascript And XML”（非同步 JavaScript 和 XML），是指一種建立互動式網頁應用的網頁開發技術;
• 雖然 Ajax 先出來了，但是目前前後端的ajax通訊幾乎都是json格式的了。

json與xml

• JSON 和 XML的對比

  1. 可讀性: JSON和XML的可讀性可謂不相上下，一邊是建議的語法，一邊是規範的標籤形式，很難分出勝負。
  2. 可擴充套件性: XML天生有很好的擴充套件性，JSON當然也有，沒有什麼是XML能擴充套件，JSON不能的。
  3. 編碼難度: XML有豐富的編碼工具，比如Dom4j、JDom等，JSON也有json.org提供的工具，但是JSON的編碼明顯比XML容易許多，即使不借助工具也能寫出JSON的程式碼，可是要寫好XML就不太容易了。其實手工拼json其實也是個有挑戰的活兒
  4. 解碼難度: XML的解析得考慮子節點父節點，讓人頭昏眼花，而JSON的解析難度幾乎為0。這一點XML輸的真是沒話說。
  5. 流行度: XML已經被業界廣泛的使用，而JSON才剛剛開始，但是在Ajax這個特定的領域，未來的發展一定是XML讓位於JSON。

json與xml互相轉換

JSON的格式必須是陣列或者物件，其屬性支援一下型別：

• boolean: true, false
• number: 0, 1, 2, 3
• string: “abc”
• object: null, {}, {“a”: “b”}
• array: [], [1, 2]

嚴格的語法約束

• 不能有ascii之外的字元，漢字應使用”u6c49″格式；

  • 然而在utf-8流行的時代，漢字不編碼已不是啥大問題了；
• 不能有註釋，行註釋與塊註釋都不可以；
• 字串中不能有TAB，使用”t”表示；
• 物件中的所有的key都必須新增雙引號，所有的字串型別的value也都必須是雙引號格式的；

json與js

• 因為JSON源於JS，所以JSON在JS中具有得天獨厚的優勢；
• 因為JS是web環境下B端開發語言的不二之選，所以JSON在WEB中大行其道；

• 優勢：

  1. JS的語法子集，合法的JSON程式碼在JS中也是合法的JS程式碼，內嵌JSON傳輸隨處可見，jsonp的原理便是基於此前提的；
  2. 解析JSON資料的成本足夠小，eval，json.js, JSON.parse(str)
  3. 各種封裝庫直接透傳json格式，導致json誕生之後迅速取代xml在資料傳輸中的地位；
  4. JSON序列化在JS中也非常容易，json.js，JSON.stringify(json/*, null, " "*/);

eval解析json問題：

var str = "{"name":"value"}";
// 方法1
var json = eval("(" + str + ")");   // 存在諸如 XSS 攻擊風險
// 方法2
var json;
eval("json = " + str);

JSON在其他語言中的序列化問題

• 這裡不說解析(反序列化)，只要是”合法的”JSON資料，解析庫使用的正確，並且二者相匹配，不應該有問題；
• 關於格式化問題：格式化是為了方便除錯，生產環境中，應避免使用；
• nodejs: 和瀏覽器中基本一致;
• PHP: json_encode,json_decode(PHP 5 >= 5.2.0, PECL json >= 1.2.0)
• Ruby: @json = @data.to_json, @data = JSON.parse(json)

• Java:

  • JSON-java: JSONXXX.fromObject(str), obj.toString()

    JSONObject jsonObj = JSONObject.fromObject(jsonString);
JSONArray jsonArr = JSONArray.fromObject(jsonString);

  • google-gson: gson.toJson, gson.fromJson

JSON與其他語言之間的型別對應關係

json	js	php	ruby	java
boolean	boolean	boolean	true,false	boolean
number	number	integer, float	Integer, Float	int, float, double
string	string	string	String	String
array	Array	Array	Array	[]
object	Object	Array	Hash	Object(from class)
null	null	null	Nil	null

資料型別問題為何如此重要？

• 弱型別語言不代表沒有型別
• 最新的JS引擎(V8等)，約束型別有利於效能
• 讓資料傳輸協議無歧義，簡化約定
• 讓兩端的程式碼處理邏輯簡化，避免各種異常的問題
• 嚴格遵守型別約定，可以規避很多容易被忽視的問題
• 想一想各種二進位制的資料傳輸協議，型別不是它們特有的

嚴格來說，JSON不是JavaScript的子集；

• JSON: 不要誤會,我真的不是JavaScript的子集

• “u2028“,LINE SEPARATOR，下面的字元被認為是行終止符：

  * `u000A` - Line Feed
  * `u000D` - Carriage Return
  * `u2028` - Line Separator
  * `u2029` - Paragraph separator

• 正因為這兩個不可見的Unicode字元，JSON便不是JavaScript的一個子集了，就差了這麼一點點；

JSON的高階應用

• JSONP(JSON with Padding)是JSON的一種“使用模式”，可用於解決主流瀏覽器的跨域資料訪問的問題。
• MongoDB底層儲存為JSON格式;
• JSONiq是個構建在XQuery之上的新型查詢語言。類似於SQL或是LINQ，它提供了諸如let、for、where、group by與select等語法支援概念;
• JSONSelect http://jsonselect.org JSONSelect是一個實驗性的JSON選擇語言, 她很容易從複雜的JSON文件中訪問資料, 看上去就跟CSS一樣.
• JSONiq http://www.jsoniq.org JSONiq是一個小型而簡潔的XQuery語言擴充套件來提供JSON支援
• JsonML http://www.jsonml.org JsonML(JSON標記語言)是應用程式的JSON格式. 它使用基本的JSON資料格式機制並將其應用於XML的表示.
• JSON-RPC http://json-rpc.org JSON-RPC是類似於XML-RPC的輕量級遠端過程呼叫(Remote Procedure Call), 它是為簡潔而生的.
• JSONLint http://jsonlint.com JSONLint是一個JSON驗證器和格式化工具.