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JSON概覽

JSON（JavaScript Object Notation）是一種基于文本的數(shù)據(jù)交換格式。無論你的應(yīng)用是用哪種開發(fā)語言編寫的（Java/EE，Ruby，PHP，C#/.Net等等），你都可以使用JSON來通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和處理。幾乎所有的編程語言都有很好的庫或第三方工具來提供基于JSON的API支持，因此你可以非常方便地使用任何自己喜歡的編程語言來處理JSON數(shù)據(jù)。而另一方面隨著REST、像MongoDB這樣的NoSQL技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)的廣泛使用，JSON也正成為一種被推薦的數(shù)據(jù)交互格式。

JSON是在2001年，由Douglas Crockford創(chuàng)建的，并且被IETF(Internet Engineering Task Force)定義為RFC 4627標(biāo)準(zhǔn)，詳請參考：http://tools.ietf.org/html/rfc4627。JSON的媒體類型被定義為 application/json，而文件的后綴為.json。

JSON是什么

JSON是一種簡單數(shù)據(jù)格式，它有三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

• 鍵值對 —— Name/Value (Key/Value)
• 對象 —— Object
• 數(shù)組 —— Arrays

一個有效的JSON文檔需要被包含在一對花括號內(nèi)
{ JSON-Data }

請注意，有些開發(fā)社區(qū)或線上文檔直接將上面的JSON文檔稱為JSON字符串，這兩者的意思是一樣的。

為什么使用JSON

JSON被認(rèn)為是XML的很好替代者。因?yàn)镴SON的可讀性非常好，而且它沒有像XML那樣包含很多冗余的元素標(biāo)簽，這使得應(yīng)用在使用JSON進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸以及進(jìn)行解析處理的速度更快，效率更高。

鍵值對 —— Name/Value

鍵值對是JSON中最基本的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
{ “firstName”: “John”}

在上面的例子中屬性"firstName"是用一對雙引號括起來的一個字符串。而它的值"John"在這個例子中也是一個字符串，當(dāng)然它還可以是其他類型，具體可參考后面數(shù)據(jù)類型的章節(jié)。在市面上很多的產(chǎn)品或技術(shù)聲稱他們使用的是JSON數(shù)據(jù)格式，但他們在定義屬性時(shí)，并沒有用雙引號將屬性名稱括起來，其實(shí)這是違反JSON定義標(biāo)準(zhǔn)的。

對象 —— Object

一個JSON對象是包含了一組未排序鍵值對的集合。下面例子中的address就是一個JSON對象：

{
    “address” : {
        “l(fā)ine1” : “555 Main Street”,
        “city” : “Denver”,
        “stateOrProvince” : “CO”,
        “zipOrPostalCode” : “80202”,
        “country” : “USA”
    }
}

上面的例子中address對象包含了5個屬性，它們之間用,進(jìn)行分割。

數(shù)組 —— Array

JSON中[]來包含數(shù)組元素，參考下面的例子：

{
    “people” : [
        { “firstName”: “John”, “l(fā)astName”: “Smith”, “age”: 35 },
        { “firstName”: “Jane”, “l(fā)astName”: “Smith”, “age”: 32 }
    ]
}

數(shù)據(jù)類型

JSON中的數(shù)值（鍵值對中的值）可以是以下任意一種：
Object
Array
String
Number
Boolean
null

Number

數(shù)值類型數(shù)據(jù)可以是整型也可以是雙精度的浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。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

上面的屬性（如age等）都是用雙引號括起來的字符串，而數(shù)值是不需要用雙引號括起來的。你可以在數(shù)值前加上-號來表示負(fù)數(shù)，也可以采用科學(xué)計(jì)數(shù)法。但不能在數(shù)值前加0或使用16進(jìn)制來表示一個數(shù)值。

Boolean

JSON中的Boolean值可以用true或false來表示。不用加{}
{ “emailValidated” : true}
Boolean值也不需要使用雙引號來修飾。

null

嚴(yán)格來說null并不是一個數(shù)據(jù)類型，但它非常重要，它表示一個屬性或元素沒有值。因此請注意** ' ' 表示的是空字符串，而null表示的才是空值。**
{ “age” : null}

代碼注釋

JSON不允許在JSON文檔或字符串中添加注釋。注釋功能最早在JSON中是存在的，但開發(fā)者們錯誤地使用了它來輔助JSON數(shù)據(jù)的解析，當(dāng)Douglas Crockford意識到這種不好的使用實(shí)踐后，便取消了注釋功能，以保證JSON在不同計(jì)算平臺間作為交互數(shù)據(jù)格式的特性。

樣式

你可能已經(jīng)注意到了在之前的例子中，所有的屬性名稱都使用了駝峰式的命名規(guī)則。這并不是JSON的一個標(biāo)準(zhǔn)要求，但這能夠幫助提高JSON文檔的可讀性，因此作為一個事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)在所有JSON應(yīng)用中被使用。

語法

Douglas Crockford 在他的JSON網(wǎng)站http://www.json.org/中，給出了所有JSON語法語義的說明。另外還有一個iOS App JSON Pro FREE可以用來通過示例學(xué)習(xí)或參考JSON。

JSON校驗(yàn)

一個文本文檔或字符串必須遵守JSON的語法定義，才能被視作一個有效的JSON文檔。JSON文檔是否有效非常重要，因?yàn)樗苯記Q定了，你的JSON數(shù)據(jù)能否在不同的應(yīng)用中被正確地解析和使用。JSONLint提供了一個可交互的Web版JSON校驗(yàn)工具，你只需要將你的JSON文檔粘貼進(jìn)去，并點(diǎn)擊校驗(yàn)按鈕，它便會自動進(jìn)行校驗(yàn)，并將問題顯示在下方。

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在上面這個例子中，這個JSON對象的city屬性沒有加上雙引號，導(dǎo)致校驗(yàn)失敗。在返回的提示中，顯示了“Expecting 'STRING', got 'undefined'”錯誤。
JSONLint也提供了一個可以在Chrome中直接使用的插件。

JSON數(shù)據(jù)模型

在應(yīng)用中手工編寫JSON文檔，會很枯燥并容易出錯。為了防止這樣的惡錯誤 ，你可以使用JSONPad或JSON Editor Online這樣的工具，它們能夠幫助你構(gòu)建JSON邏輯模型（類似于UML）,然后通過模型生成JSON文檔。

JSON Editor Online

[ JSON Editor Online] (http://jsoneditoronline.org/) 是一個在線JSON數(shù)據(jù)建模工具，他也提供了一個Chrome插件可以使用。

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瀏覽器中的JSON

Firefox和Chrome都提供了一些很好的插件方便開發(fā)人員查看或處理JSON數(shù)據(jù)。

REST Client

Rest Client是Firefox中的一個擴(kuò)展應(yīng)用。他能夠幫助開發(fā)人員在瀏覽器中調(diào)試REST風(fēng)格的Web Service。它最大的優(yōu)點(diǎn)是能將返回的JSON數(shù)據(jù)結(jié)果，以很好的格式顯示出來。

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JSONView

JSONView是一個FireFox和Chrome上的插件，能夠很好地將JSON數(shù)據(jù)打印出來，從而大大提高了JSON數(shù)據(jù)的可讀性。

Paste_Image.png

JSON與AJAX

AJAX可能是使用JSON數(shù)據(jù)中最常見的場景了。下面的這段代碼示例，通過jQuery來調(diào)用一個REST風(fēng)格的Web Service，并處理返回的JSON對象。

$.getJSON(‘http://example/service/addresses/home/1’,
    function(data) {
        var address = JSON.parse(data);
        console.log(“Address Line 1 = “ + address.line1);
    }
);

在上面的這段代碼中，$getJSON（這是一種jQuery中$.ajax()標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用的一種縮寫形式）會發(fā)起一個HTTP GET 請求，調(diào)用Web Service，之后在它的隱式回調(diào)函數(shù)中，獲取返回的data數(shù)據(jù)，并通過JSON.parse()方法將返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為JSON對象。之后便可以像獲取普通屬性那樣（address.line1）獲取對象的屬性數(shù)值了。

JSON與JAVA

Jackson是JAVA中用來處理JSON的一個第三方庫。它很有名，并且提供了一組非常好用的JSON API。下面就是它的一個例子：

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，還有一些其他基于JAVA的第三方JSON API庫。
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與RUBY

Ruby中也有很多與JSON相關(guān)的第三方庫，而JSON gem是Ruby自帶的，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方法將字符串或哈希轉(zhuǎn)換為JSON。Address對象的to_json方法通過將它的成員轉(zhuǎn)換成哈希再對哈希值調(diào)用to_json，最終將一個Address對象轉(zhuǎn)換為JSON格式。

addr1 = Address.new(‘555 Main Street’, ‘Denver’, ‘CO’, ‘80231’,
‘US’)
puts addr1.to_json
# Outputs the following …
{“l(fā)ine1”:”555 Main Street”,”city”:”Denver”,”state_or_
province”:”CO”,”zip_or_postal_code”:”80231”,”country”:”US”}

JSON gem的JSON.pase方法則將JSON字符串轉(zhuǎn)換為哈希。Address對象的from_jason!方法接收一個JSON字符串，然后調(diào)用JSON.parse來轉(zhuǎn)換哈希，然后再在對象上分別設(shè)置這些哈希的值。
json_addr = <<END{ “l(fā)ine1” : “999 Broadway”, “city” : “Anytown”, “state_or_province” : “CA”, “zip_or_postal_code” : “90210”, “country” : “USA”}ENDaddr2 = Address.newaddr2.from_json!(json_addr)

除了JSON gem之外，還有以下一些Ruby的JSON第三方庫
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與RUBY ON RAILS
Ruby on Rails也提供了將Ruby對象轉(zhuǎn)換為JSON的功能。下面的例子中的Controller使用了render方法將一個Ruby對象以JSON數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行輸出。
Rails中的ApplicationController會負(fù)責(zé)對象與JSON數(shù)據(jù)之間的互相轉(zhuǎn)換 。因此，不需要額外調(diào)用to_json方法。

JSON SCHEMA

JSON Schema用來定義JSON文檔的結(jié)構(gòu)，它可以被用來驗(yàn)證和校驗(yàn)發(fā)送或收到的JSON文檔是否有效和規(guī)范。JSON Schema本身也是用JSON格式編寫的，它的具體定義可以參考http://json-schema.org。
下面是JSON Schema的部分結(jié)構(gòu)定義：
結(jié)構(gòu)
描述

type
對象的數(shù)據(jù)類型，如Object,array,string,number 等

$schema
提供Schema版本的URI

required
true/false

id
數(shù)據(jù)元素id

properties
數(shù)據(jù)元素的校驗(yàn)屬性，包括最大值，最小值，枚舉等

下面是JSON Schema的一個示例
“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 }, “l(fā)ine1”: { “type”: “string”, “id”: “l(fā)ine1”, “required”: true }, “l(fā)ine2”: { “type”: “string”, “id”: “l(fā)ine2”, “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 }, “l(fā)astName”: { “type”: “string”, “id”: “l(fā)astName”, “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中對JSON對象做了以下約束：
registrants必須是一個數(shù)組對象
phoneNumber的channel必須是cell, work, fax, home中的一個
address的premise必須是home, work, other中的一個。

一個使用上述JSON Schema的Web Service可以解析和處理下面這個JSON文檔：
{ "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
我們可以使用JSON Schema生成器來為一個有效的JSON文檔生成對應(yīng)的Schema。你需要訪問(www.jsonschema.net)，然后按照以下步驟操作：
將你的JSON文檔粘貼到右側(cè)文本框
選擇JSON輸入選項(xiàng)
點(diǎn)擊Generate Schema按鈕

JSON Schema 校驗(yàn)器
我們可以用JSON Schema Validator來保證我們的JSON文檔時(shí)有效的。下面是針對不同開發(fā)語言的一些常見的JSON Schema 校驗(yàn)器。
校驗(yàn)器
編程語言
項(xiàng)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

除了上面這些與編程語言相關(guān)的校驗(yàn)器之外，你還可以直接使用在線的JSON Schema校驗(yàn)器（ http://json-schema-validator.herokuapp.com ），將Schema和JSON文檔粘貼到左側(cè)的文本框中，然后點(diǎn)擊Validate按鈕，校驗(yàn)的結(jié)果就會顯示在屏幕右側(cè)。
總結(jié)
以上，我們已經(jīng)初步了解了JSON的核心定義和用法，但對于JSON本身來說我們還只是了解了其中很小的一部分，還有許多與它相關(guān)的工具或技術(shù)可以使用。JSON作為一個數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它已經(jīng)逐步替代XML成為Internet上最受歡迎的交互數(shù)據(jù)格式。
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