JSON概览
JSON(JavaScript Object Notation)是一种基于文本的数据交换格式。无论你的应用是用哪种开发语言编写的(Java/EE,Ruby,PHP,C#/.Net等等),你都可以使用JSON来通过网络进行数据交互和处理。几乎所有的编程语言都有很好的库或第三方工具来提供基于JSON的API支持,因此你可以非常方便地使用任何自己喜欢的编程语言来处理JSON数据。而另一方面随着REST、像MongoDB这样的NoSQL技术或标准的广泛使用,JSON也正成为一种被推荐的数据交互格式。
JSON是在2001年,由Douglas Crockford创建的,并且被IETF(Internet Engineering Task Force)定义为RFC 4627标准,详请参考:http://tools.ietf.org/html/rfc4627。JSON的媒体类型被定义为 application/json,而文件的后缀为.json。
JSON是什么
JSON是一种简单数据格式,它有三种数据结构:
- 键值对 —— Name/Value (Key/Value)
- 对象 —— Object
- 数组 —— Arrays
一个有效的JSON文档需要被包含在一对花括号内
{ JSON-Data }
请注意,有些开发社区或线上文档直接将上面的JSON文档称为JSON字符串,这两者的意思是一样的。
为什么使用JSON
JSON被认为是XML的很好替代者。因为JSON的可读性非常好,而且它没有像XML那样包含很多冗余的元素标签,这使得应用在使用JSON进行网络传输以及进行解析处理的速度更快,效率更高。
键值对 —— Name/Value
键值对是JSON中最基本的数据结构:
{
“firstName”: “John”
}
在上面的例子中属性"firstName"是用一对双引号括起来的一个字符串。而它的值"John"在这个例子中也是一个字符串,当然它还可以是其他类型,具体可参考后面数据类型的章节。在市面上很多的产品或技术声称他们使用的是JSON数据格式,但他们在定义属性时,并没有用双引号将属性名称括起来,其实这是违反JSON定义标准的。
对象 —— Object
一个JSON对象是包含了一组未排序键值对的集合。下面例子中的address就是一个JSON对象:
{
“address” : {
“line1” : “555 Main Street”,
“city” : “Denver”,
“stateOrProvince” : “CO”,
“zipOrPostalCode” : “80202”,
“country” : “USA”
}
}
上面的例子中address对象包含了5个属性,它们之间用,进行分割。
数组 —— Array
JSON中[]来包含数组元素,参考下面的例子:
{
“people” : [
{ “firstName”: “John”, “lastName”: “Smith”, “age”: 35 },
{ “firstName”: “Jane”, “lastName”: “Smith”, “age”: 32 }
]
}
数据类型
JSON中的数值(键值对中的值)可以是以下任意一种:
- Object
- Array
- String
- Number
- Boolean
- null
Number
数值类型数据可以是整型也可以是双精度的浮点型数据。下面是一些示例:
“age”: 29
“cost”: 299.99
“temperature”: -10.5
“speed_of_light”: 1.23e11
“speed_of_light”: 1.23e+11
“speed_of_light”: 1.23E11
“speed_of_light”: 1.23E+11
上面的属性(如age等)都是用双引号括起来的字符串,而数值是不需要用双引号括起来的。你可以在数值前加上-号来表示负数,也可以采用科学计数法。但不能在数值前加0或使用16进制来表示一个数值。
Boolean
JSON中的Boolean值可以用true或false来表示。
{
“emailValidated” : true
}
Boolean值也不需要使用双引号来修饰。
null
严格来说null并不是一个数据类型,但它非常重要,它表示一个属性或元素没有值。因此请注意 ' ' 表示的是空字符串,而null表示的才是空值。
{
“age” : null
}
代码注释
JSON不允许在JSON文档或字符串中添加注释。注释功能最早在JSON中是存在的,但开发者们错误地使用了它来辅助JSON数据的解析,当Douglas Crockford意识到这种不好的使用实践后,便取消了注释功能,以保证JSON在不同计算平台间作为交互数据格式的特性。
样式
你可能已经注意到了在之前的例子中,所有的属性名称都使用了驼峰式的命名规则。这并不是JSON的一个标准要求,但这能够帮助提高JSON文档的可读性,因此作为一个事实标准在所有JSON应用中被使用。
语法
Douglas Crockford 在他的JSON网站http://www.json.org/中,给出了所有JSON语法语义的说明。另外还有一个iOS App JSON Pro FREE可以用来通过示例学习或参考JSON。
JSON校验
一个文本文档或字符串必须遵守JSON的语法定义,才能被视作一个有效的JSON文档。JSON文档是否有效非常重要,因为它直接决定了,你的JSON数据能否在不同的应用中被正确地解析和使用。JSONLint提供了一个可交互的Web版JSON校验工具,你只需要将你的JSON文档粘贴进去,并点击校验按钮,它便会自动进行校验,并将问题显示在下方。
在上面这个例子中,这个JSON对象的city属性没有加上双引号,导致校验失败。在返回的提示中,显示了“Expecting 'STRING', got 'undefined'”错误。
JSONLint也提供了一个可以在Chrome中直接使用的插件。
JSON数据模型
在应用中手工编写JSON文档,会很枯燥并容易出错。为了防止这样的恶错误 ,你可以使用JSONPad或JSON Editor Online这样的工具,它们能够帮助你构建JSON逻辑模型(类似于UML),然后通过模型生成JSON文档。
JSON Editor Online
[ JSON Editor Online] (http://jsoneditoronline.org/) 是一个在线JSON数据建模工具,他也提供了一个Chrome插件可以使用。
浏览器中的JSON
Firefox和Chrome都提供了一些很好的插件方便开发人员查看或处理JSON数据。
REST Client
Rest Client是Firefox中的一个扩展应用。他能够帮助开发人员在浏览器中调试REST风格的Web Service。它最大的优点是能将返回的JSON数据结果,以很好的格式显示出来。
JSONView
JSONView是一个FireFox和Chrome上的插件,能够很好地将JSON数据打印出来,从而大大提高了JSON数据的可读性。
JSON与AJAX
AJAX可能是使用JSON数据中最常见的场景了。下面的这段代码示例,通过jQuery来调用一个REST风格的Web Service,并处理返回的JSON对象。
$.getJSON(‘http://example/service/addresses/home/1’,
function(data) {
var address = JSON.parse(data);
console.log(“Address Line 1 = “ + address.line1);
}
);
在上面的这段代码中,$getJSON(这是一种jQuery中$.ajax()标准调用的一种缩写形式)会发起一个HTTP GET 请求,调用Web Service,之后在它的隐式回调函数中,获取返回的data数据,并通过JSON.parse()方法将返回的数据转换为JSON对象。之后便可以像获取普通属性那样(address.line1)获取对象的属性数值了。
JSON与JAVA
Jackson是JAVA中用来处理JSON的一个第三方库。它很有名,并且提供了一组非常好用的JSON API。下面就是它的一个例子:
import java.io.Writer;
import java.io.StringWriter;
import org.codehaus.jackson.map.ObjectMapper;
public class Address {
private String line1;
private String city;
private String stateOrProvince;
private String zipOrPostalCode;
private String country;
public Address() {}
public String getLine1() {
return line1;
}
public void setLine1(line1) {
this.line1 = line1;
}
// Remaining getters and setters ...
}
Address addrOut = new Address();
// Call setters to populate addrOut …
ObjectMapper mapper = new ObjectMapper(); // Reuse this.
// Marshal Address object to JSON String.
Writer writer = new StringWriter();
mapper.writeValue(writer, addrOut);
System.out.println(writer.toString());
// Unmarshal Address object from JSON String.
String addrJsonStr =
“{“ +
“\”address\” : {“ +
“\”line1\” : \”555 Main Street\”,” +
“\”city\” : \”Denver\”,”
“\”stateOrProvince\” : \”CO\”,”
“\”zipOrPostalCode\” : \”80202\”,” +
“\”country\” : \”USA\”” +
“}” +
“}”;
Address addrIn = mapper.readValue(addrJsonStr, Address.class);
除了Jackson之外,还有一些其他基于JAVA的第三方JSON API库。
API | Source |
---|---|
Google GSON | http://code.google.com/p/google-json/ |
SOJO | http://sojo.sourceforge.net/ |
org.json (by DouglasCrockford) | http://www.json.org/java |
json-lib | http://sourceforge.net/projects/json-lib/ |
json-io | http://code.google.com/p/json-io |
jsontools | http://jsontools.berlios.de/ |
jsonbeans | http://code.google.com/p/jsonbeans/ |
JSON与RUBY
Ruby中也有很多与JSON相关的第三方库,而JSON gem是Ruby自带的,下面就是它的用法:
require ‘json’
class Address
attr_accessor :line1, :city, :state_or_province,
:zip_or_postal_code, :country
def initialize(line1=’’, city=’’, state_or_province=’’,
zip_or_postal_code=’’, country=’’)
@line1 = line1
@city = city
@state_or_province = state_or_province
@zip_or_postal_code = zip_or_postal_code
@country = country
end
def to_json
to_hash.to_json
end
def from_json!(str)
JSON.parse(str).each { |var, val| send(“#{var}=”, val) }
end
private
def to_hash
Hash[instance_variables.map { |var| [var[1..-1].to_sym,
send(var[1..-1])] }]
end
end
JSON gem的to_json方法将字符串或哈希转换为JSON。Address对象的to_json方法通过将它的成员转换成哈希再对哈希值调用to_json,最终将一个Address对象转换为JSON格式。
addr1 = Address.new(‘555 Main Street’, ‘Denver’, ‘CO’, ‘80231’,
‘US’)
puts addr1.to_json
# Outputs the following …
{“line1”:”555 Main Street”,”city”:”Denver”,”state_or_
province”:”CO”,”zip_or_postal_code”:”80231”,”country”:”US”}
JSON gem的JSON.pase方法则将JSON字符串转换为哈希。Address对象的from_jason!方法接收一个JSON字符串,然后调用JSON.parse来转换哈希,然后再在对象上分别设置这些哈希的值。
json_addr = <<END
{
“line1” : “999 Broadway”, “city” : “Anytown”,
“state_or_province” : “CA”, “zip_or_postal_code” : “90210”,
“country” : “USA”
}
END
addr2 = Address.new
addr2.from_json!(json_addr)
除了JSON gem之外,还有以下一些Ruby的JSON第三方库
API | Source |
---|---|
ActiveSupport JSON | http://api.rubyonrails.org/classes/ActiveSupport/JSON.html |
Yajl | https://github.com/brianmario/yajl-ruby |
Oj | https://github.com/ohler55/oj |
JSON与RUBY ON RAILS
Ruby on Rails也提供了将Ruby对象转换为JSON的功能。下面的例子中的Controller使用了render方法将一个Ruby对象以JSON数据的格式进行输出。
Rails中的ApplicationController会负责对象与JSON数据之间的互相转换 。因此,不需要额外调用to_json方法。
JSON SCHEMA
JSON Schema用来定义JSON文档的结构,它可以被用来验证和校验发送或收到的JSON文档是否有效和规范。JSON Schema本身也是用JSON格式编写的,它的具体定义可以参考http://json-schema.org。
下面是JSON Schema的部分结构定义:
结构 | 描述 |
---|---|
type | 对象的数据类型,如Object,array,string,number 等 |
$schema | 提供Schema版本的URI |
required | true/false |
id | 数据元素id |
properties | 数据元素的校验属性,包括最大值,最小值,枚举等 |
下面是JSON Schema的一个示例
“type”: “object”,
“$schema”: “http://json-schema.org/draft-03/schema”,
“id”: “#”,
“required”: true,
“properties”: {
“registrants”: {
“type”: “array”,
“id”: “registrants”,
“required”: true,
“items”: {
“type”: “object”,
“required”: false,
“properties”: {
“address”: {
“type”: “object”,
“id”: “address”,
“required”: true,
“properties”: {
“city”: {
“type”: “string”,
“id”: “city”,
“required”: true
},
“country”: {
“type”: “string”,
“id”: “country”,
“required”: false
},
“line1”: {
“type”: “string”,
“id”: “line1”,
“required”: true
},
“line2”: {
“type”: “string”,
“id”: “line2”,
“required”: false
},
“postalCode”: {
“type”: “string”,
“id”: “postalCode”,
“required”: true
},
“premise”: {
“type”: “string”,
“id”: “premise”,
“required”: true,
“enum”: [
“work”,
“home”,
“other”
]
},
“stateOrProvince”: {
“type”: “string”,
“id”: “stateOrProvince”,
“required”: true
}
}
},
“firstName”: {
“type”: “string”,
“id”: “firstName”,
“required”: true
},
“lastName”: {
“type”: “string”,
“id”: “lastName”,
“required”: true
},
“phoneNumber”: {
“type”: “object”,
“id”: “phoneNumber”,
“required”: true,
“properties”: {
“channel”: {
“type”: “string”,
“id”: “channel”,
“required”: true,
“enum”: [
“cell”,
“work”,
“home”
]
},
“number”: {
“type”: “string”,
“id”: “number”,
“required”: true
}
}
}
}
}
}
}
}
在上面的Schema中对JSON对象做了以下约束:
- registrants必须是一个数组对象
- phoneNumber的channel必须是cell, work, fax, home中的一个
- address的premise必须是home, work, other中的一个。
一个使用上述JSON Schema的Web Service可以解析和处理下面这个JSON文档:
{
"registrants": [
{
"firstName": "Fred",
"lastName": "Smith",
"phoneNumber": {
"channel": "cell",
"number": "303-555-1212"
},
"address": {
"premise": "home",
"line1": "555 Broadway NW",
"line2": "# 000",
"city": "Denver",
"stateOrProvince": "CO",
"postalCode": "88888",
"country": "USA"
}
}
]
}
JSON Schema 生成器
我们可以使用JSON Schema生成器来为一个有效的JSON文档生成对应的Schema。你需要访问(www.jsonschema.net),然后按照以下步骤操作:
- 将你的JSON文档粘贴到右侧文本框
- 选择JSON输入选项
- 点击Generate Schema按钮
JSON Schema 校验器
我们可以用JSON Schema Validator来保证我们的JSON文档时有效的。下面是针对不同开发语言的一些常见的JSON Schema 校验器。
校验器 | 编程语言 | 项目地址 |
---|---|---|
JSV | JavaScript | https://github.com/garycourt/JSV |
Ruby JSON Schema Validator | Ruby | https://github.com/hoxworth/jsonschema |
json-schemavalidator | Java | https://github.com/fge/json-schema-validator |
php-json-schema(by MIT) | PHP | https://github.com/hasbridge/php-json-schema |
JSON.Net | .NET | http://james.newtonking.com/projects/json-net.aspx |
除了上面这些与编程语言相关的校验器之外,你还可以直接使用在线的JSON Schema校验器( http://json-schema-validator.herokuapp.com ),将Schema和JSON文档粘贴到左侧的文本框中,然后点击Validate按钮,校验的结果就会显示在屏幕右侧。
总结
以上,我们已经初步了解了JSON的核心定义和用法,但对于JSON本身来说我们还只是了解了其中很小的一部分,还有许多与它相关的工具或技术可以使用。JSON作为一个数据标准,它已经逐步替代XML成为Internet上最受欢迎的交互数据格式。
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网友评论
不错,我还知道个 jsoneditor.org 中国去广告版 : http://www.jsoneditoronline.cn/ 还有一个命令行工具结合使用,挺不错的:npm install -g json-editor-online, 可以用命令行打开本地或者url到在线编缉器上
这个不一定,任何 JSON 允许的类型单独可以组合出现都是有效的 JSON 数据,如:
`[1, 2]`
`null`
`"string"`
同样由于它来得轻量,所以它对数据的描述程度远远达不到XML的高度,并且XML可以配合XSD来自动有效地确保数据格式的完整性,对数据的描述更佳丰富并且更佳的严谨。
所以是没有银弹的,还是要结合具体的使用场景来决定是使用JSON还是XML,当然还有性能更佳极致的msgpack