JSON數據格式及其在WEB開發中的應用

JSON是什麼？

• JSON(JavaScript Object Notation) 是一種輕量級的數據交換格式，採用徹底獨立於語言的文本格式，是理想的數據交換格式。同時，JSON是 JavaScript 原生格式，這意味着在 JavaScript 中處理 JSON數據不須要任何特殊的 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（互聯網數字分配機構）媒體類型是application/json，文件類型是json。
• 它基於JavaScript語言，是在JavaScript的數組（array）和對象（object）基礎上發展而來;
• 道格拉斯從JS語言中發現的(也能夠說是他創造出來的)，比當時流行的XML數據傳輸要優越；

JSON官方網站：http://json.org/

• JSON是語言無關的，支持語言以下
• 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」（異步 JavaScript 和 XML），是指一種建立交互式網頁應用的網頁開發技術;
• 雖然 Ajax 先出來了，可是目前先後端的ajax通信幾乎都是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. 可擴展性: XML天生有很好的擴展性，JSON固然也有，沒有什麼是XML能擴展，JSON不能的。
  3. 編碼難度: XML有豐富的編碼工具，好比Dom4j、JDom等，JSON也有json.org提供的工具，可是JSON的編碼明顯比XML容易許多，即便不借助工具也能寫出JSON的代碼，但是要寫好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的解析難度幾乎爲0。這一點XML輸的真是沒話說。
  5. 流行度: XML已經被業界普遍的使用，而JSON纔剛剛開始，可是在Ajax這個特定的領域，將來的發展必定是XML讓位於JSON。

json與xml互相轉換

JSON的格式必須是數組或者對象，其屬性支持一下類型：

• 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以外的字符，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能夠；
• 字符串中不能有TAB，使用"t"表示；
• 對象中的全部的key都必須添加雙引號，全部的字符串類型的value也都必須是雙引號格式的；

json與js

• 由於JSON源於JS，因此JSON在JS中具備得天獨厚的優點；
• 由於JS是web環境下B端開發語言的不二之選，因此JSON在WEB中大行其道；

• 優點：

  1. JS的語法子集，合法的JSON代碼在JS中也是合法的JS代碼，內嵌JSON傳輸隨處可見，jsonp的原理即是基於此前提的；
  2. 解析JSON數據的成本足夠小，eval，json.js, JSON.parse(str)
  3. 各類封裝庫直接透傳json格式，致使json誕生以後迅速取代xml在數據傳輸中的地位；
  4. JSON序列化在JS中也很是容易，json.js，JSON.stringify(json/*, null, "\t"*/);

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在其餘語言中的序列化問題

• 這裏不說解析(反序列化)，只要是"合法的"JSON數據，解析庫使用的正確，而且兩者相匹配，不該該有問題；
• 關於格式化問題：格式化是爲了方便調試，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與其餘語言之間的類型對應關係

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

數據類型問題爲什麼如此重要？

• 弱類型語言不表明沒有類型
• 最新的JS引擎(V8等)，約束類型有利於性能
• 讓數據傳輸協議無歧義，簡化約定
• 讓兩端的代碼處理邏輯簡化，避免各類異常的問題
• 嚴格遵照類型約定，能夠規避不少容易被忽視的問題
• 想想各類二進制的數據傳輸協議，類型不是它們特有的

嚴格來講，JSON不是JavaScript的子集；

• JSON: 不要誤會,我真的不是JavaScript的子集

• "\u2028",LINE SEPARATOR，下面的字符被認爲是行終止符：

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

• 正由於這兩個不可見的Unicode字符，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數據訪問的問題。
• MongoDB底層存儲爲JSON格式;
• JSONiq是個構建在XQuery之上的新型查詢語言。相似於SQL或是LINQ，它提供了諸如let、for、where、group by與select等語法支持概念;
• 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文檔中訪問數據, 看上去就跟CSS同樣.
• JSONiq http://www.jsoniq.org JSONiq是一個小型而簡潔的XQuery語言擴展來提供JSON支持
• JsonML http://www.jsonml.org JsonML(JSON標記語言)是應用程序的JSON格式. 它使用基本的JSON數據格式機制並將其應用於XML的表示.
• JSON-RPC http://json-rpc.org JSON-RPC是相似於XML-RPC的輕量級遠程過程調用(Remote Procedure Call), 它是爲簡潔而生的.
• JSONLint http://jsonlint.com JSONLint是一個JSON驗證器和格式化工具.