JSON数据格式及其在WEB开发中的应用

JSON是什么？

• JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式，采用完全独立于语言的文本格式，是理想的数据交换格式。同时，JSON是 JavaScript 原生格式，这意味着在 JavaScript 中处理 JSON数据不需要任何特殊的 API 或工具包。
• RFC: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc4627.txt

JSON的历史

• 在2001年，JSON被道格拉斯•克罗克福德(Douglas Crockford)创建，并在RFC4627与IETF（因特网工程任务组）标准中被规定；详情见 http://tools.ietf.org/html/rfc4627。根据规范，JSON的IANA（互联网数字分配机构）媒体类型是application/json，文件类型是json。
• 它基于JavaScript语言，是在JavaScript的数组（array）和对象（object）基础上发展而来;
• 道格拉斯从JS语言中发现的(也可以说是他创造出来的)，比当时流行的XML数据传输要优越；

JSON官方网站：http://json.org/

• JSON是语言无关的，支持语言如下
• 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与ajax

• Ajax 即“Asynchronous Javascript And XML”（异步 JavaScript 和 XML），是指一种创建交互式网页应用的网页开发技术;
• 虽然 Ajax 先出来了，但是目前前后端的ajax通讯几乎都是json格式的了。

json与xml

• JSON 和 XML的对比
  1. 可读性: JSON和XML的可读性可谓不相上下，一边是建议的语法，一边是规范的标签形式，很难分出胜负。
  2. 可扩展性: XML天生有很好的扩展性，JSON当然也有，没有什么是XML能扩展，JSON不能的。
  3. 编码难度: XML有丰富的编码工具，比如Dom4j、JDom等，JSON也有json.org提供的工具，但是JSON的编码明显比XML容易许多，即使不借助工具也能写出JSON的代码，可是要写好XML就不太容易了。其实手工拼json其实也是个有挑战的活儿
  4. 解码难度: XML的解析得考虑子节点父节点，让人头昏眼花，而JSON的解析难度几乎为0。这一点XML输的真是没话说。
  5. 流行度: XML已经被业界广泛的使用，而JSON才刚刚开始，但是在Ajax这个特定的领域，未来的发展一定是XML让位于JSON。

json与xml互相转换

JSON的格式必须是数组或者对象，其属性支持一下类型：

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

严格的语法约束

• 不能有ascii之外的字符，汉字应使用"\u6c49"格式；
  • 然而在utf-8流行的时代，汉字不编码已不是啥大问题了；
• 不能有注释，行注释与块注释都不可以；
• 字符串中不能有TAB，使用"\t"表示；
• 对象中的所有的key都必须添加双引号，所有的字符串类型的value也都必须是双引号格式的；

json与js

• 因为JSON源于JS，所以JSON在JS中具有得天独厚的优势；
• 因为JS是web环境下B端开发语言的不二之选，所以JSON在WEB中大行其道；
• 优势：
  1. JS的语法子集，合法的JSON代码在JS中也是合法的JS代码，内嵌JSON传输随处可见，jsonp的原理便是基于此前提的；
  2. 解析JSON数据的成本足够小，eval，json.js, JSON.parse(str)
  3. 各种封装库直接透传json格式，导致json诞生之后迅速取代xml在数据传输中的地位；
  4. JSON序列化在JS中也非常容易，json.js，JSON.stringify(json/*, null, "\t"*/);

eval解析json问题：

var str = "{\"name\":\"value\"}";
// 方法1
var json = eval("(" + str + ")");   // 存在诸如 XSS 攻击风险
// 方法2
var json;
eval("json = " + str);

JSON在其他语言中的序列化问题

• 这里不说解析(反序列化)，只要是"合法的"JSON数据，解析库使用的正确，并且二者相匹配，不应该有问题；
• 关于格式化问题：格式化是为了方便调试，生产环境中，应避免使用；
• nodejs: 和浏览器中基本一致;
• 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与其他语言之间的类型对应关系

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

数据类型问题为何如此重要？

• 弱类型语言不代表没有类型
• 最新的JS引擎(V8等)，约束类型有利于性能
• 让数据传输协议无歧义，简化约定
• 让两端的代码处理逻辑简化，避免各种异常的问题
• 严格遵守类型约定，可以规避很多容易被忽视的问题
• 想一想各种二进制的数据传输协议，类型不是它们特有的

严格来说，JSON不是JavaScript的子集；

• JSON: 不要误会,我真的不是JavaScript的子集
• "\u2028",LINE SEPARATOR，下面的字符被认为是行终止符：
  • \u000A - Line Feed
  • \u000D - Carriage Return
  • \u2028 - Line Separator�
  • \u2029 - Paragraph separator
• 正因为这两个不可见的Unicode字符，JSON便不是JavaScript的一个子集了，就差了这么一点点；

JSON的高阶应用

• JSONP(JSON with Padding)是JSON的一种“使用模式”，可用于解决主流浏览器的跨域数据访问的问题。
• MongoDB底层存储为JSON格式;
• JSONiq是个构建在XQuery之上的新型查询语言。类似于SQL或是LINQ，它提供了诸如let、for、where、group by与select等语法支持概念;
• JSONSelect http://jsonselect.org JSONSelect是一个实验性的JSON选择语言, 她很容易从复杂的JSON文档中访问数据, 看上去就跟CSS一样.
• JSONiq http://www.jsoniq.org JSONiq是一个小型而简洁的XQuery语言扩展来提供JSON支持
• JsonML http://www.jsonml.org JsonML(JSON标记语言)是应用程序的JSON格式. 它使用基本的JSON数据格式机制并将其应用于XML的表示.
• JSON-RPC http://json-rpc.org JSON-RPC是类似于XML-RPC的轻量级远程过程调用(Remote Procedure Call), 它是为简洁而生的.
• JSONLint http://jsonlint.com JSONLint是一个JSON验证器和格式化工具.