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轻量级的数据交换语言——JSON

nixiaole 2024-11-18 15:32:26 知识剖析 22 ℃

JSON(JavaScript Object Notation,JavaScript对象表示法,

读作/?d?e?s?n/)是一种由道格拉斯·克罗克福特构想和设计、轻量级的数据交换语言,该语言以易于让人阅读的文字为基础,用来传输由属性值或者序列性的值组成的数据对象。尽管JSON是JavaScript的一个子集,但JSON是独立于语言的文本格式,并且采用了类似于C语言家族的一些习惯。


JSON 数据格式与语言无关,脱胎自JavaScript,但当前很多编程语言都支持 JSON 格式数据的生成和解析。JSON 的官方 MIME 类型是 application/json,文件扩展名是 .json。


JSON格式是1999年《JavaScript Programming Language, Standard ECMA-262 3rd Edition》的子集合,所以可以在JavaScript以eval()函数(javascript通过eval()调用解析器)读入。不过这并不代表JSON无法使用于其他语言,事实上几乎所有与网页开发相关的语言都有JSON函数库。


JSON的基本数据类型:


数值:

十进制数,不能有前导0,可以为负数,可以有小数部分。还可以用e或者E表示指数部分。不能包含非数,如NaN。不区分整数与浮点数。JavaScript用双精度浮点数表示所有数值。


字符串:以双引号""括起来的零个或多个Unicode码位。支持反斜杠开始的转义字符序列。


布尔值:表示为true或者false。


值的有序列表(array):有序的零个或者多个值。每个值可以为任意类型。序列表使用方括号 [,] 括起来。元素之间用逗号,分割。形如:[value, value]


对象(object):一个无序的“键-值对”(pair),其中键是字符串。建议但不强制要求对象中的键是独一无二的。对象以花括号{开始,并以}结束。键-值对之间使用逗号分隔。键与值之间用冒号:分割。


null类型:值写为null


token(6种标点符号、字符串、数值、3种字面量)之间可以存在有限的空白符并被忽略。四个特定字符被认为是空白符:空格符、水平制表符、回车符、换行符。空白符不能出现在token内部(但空格符可以出现在字符串内部)。

JSON标准不允许有字节序掩码,不提供注释的句法。 一个有效的JSON文档的根节点必须是一个对象或一个数组。

JSON交换时必须编码为UTF-8。转义序列可以为:

“\\”、“\"”、“\/”、“\b”、“\f”、“\n”、“\r”、“\t”,或Unicode16进制转义字符序列(\u后面跟随4位16进制数字)。对于不在基本多文种平面上的码位,必须用UTF-16代理对(surrogate pair)表示,例如对于Emoji字符U+1F602 face with tears of joy在JSON中应表示为:

应用领域


WEB开发


JSON最开始被广泛的应用于WEB应用的开发。不过当前JSON使用在JavaScript、Java、Node.js应用的情况比较多,PHP、C#等开发的WEB应用主要还是使用XML。


NoSQL数据库


相对于传统的关系型数据库,一些基于文档存储的NoSQL非关系型数据库选择JSON作为其数据存储格式,比较出名的产品有:MongoDB、CouchDB、RavenDB等。

举例

安全问题


读取JSON


由于JSON是JavaScript的子集,所以一般都会使用eval()作为读取数据的方式,如果是针对可靠的数据来源,在不支持原生JSON解析的浏览器上面这是最快速的方法。然而由于eval方法同样可以执行任意的JavaScript代码,因此当数据来源不可靠时则可能产生安全问题。如下面的例子,直接用eval执行时会跳转:

其中一种防止不安全代码出现的解决办法,是通过浏览器原生支持的JSON.parse(str)方法读取JSON数据,当前已经得到大部分主流浏览器的支持(IE8+,Firefox 3.5+,Chrome4+/Safari4+,Opera10+),在不支持原生JSON对象的浏览器上面可以使用parseJSON方法进行读取,parseJSON采用解析器验证读入的代码是否真的是JSON代码,这样就更安全。但由于这是用模拟的方式读取,速度上会比eval()慢。


跨站访问问题


另外一个安全上的问题则是跨站请求伪造(Cross-site request forgery,简称CSRF或XSRF)。这个问题在Javascript中的状况是,由于Javascript采用了称为“沙盒”的机制,这种机制限制Javascript引擎仅能引入同一个站点的代码,因而某种程度上提高了安全性。


与其他格式的比较


XML


JSON与XML最大的不同在于XML是一个完整的标记语言,而JSON不是。这使得XML在程序判读上需要比较多的功夫。主要的原因在于XML的设计理念与JSON不同。XML利用标记语言的特性提供了绝佳的延展性(如XPath),在数据存储,扩展及高级检索方面具备对JSON的优势,而JSON则由于比XML更加小巧,以及浏览器的内建快速解析支持,使得其更适用于网络数据传输领域。


MessagePack


MessagePack宣称比JSON更短小,快速。


格式化工具


JSON格式取代了XML给网络传输带来了很大的便利,但是却没有了XML的一目了然,尤其是JSON数据很长的时候,会让人陷入繁琐复杂的数据节点查找中。开发者可以通过在线JSON格式化工具,来更方便的对JSON数据进行节点查找和解析。



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