javaScript和JSON这篇博文中已经对JSON的基础知识进行了系统的介绍,此文是JSON知识的进阶内容,本文输出和JSON有关的以下内容:

❐ JSON核心
❐ JSON的校验(JSON Schema)

JSON核心

JSON是一种数据交换格式,是当前网络通信中使用的主流数据格式。

JSON本身并不局限(依赖)于某项特定的技术,非私有且可移植,几乎所有的现代编程语言(javaScript | java | Ruby | C# | PHP | Object-C等)和平台都支持对JSON数据的序列化和反序列化处理,JSON主要应用在网络通信的数据格式Node用来存储项目元数据Kafka类似的消息平台以及MongoDB等NoSQL数据库中。

JSON流行的主要原因

  • JavaScript语言的复兴和崛起
  • JSON自身数据结构的简洁和紧凑特性
  • 基于JSON的RESTful API呈现大规模增长
  • Ecma国际和IETF相关的标准化工作让JSON获得行业认可

JSON的作者Douglas Crockford在创作时借鉴了JavaScript对象字面量的语法,也就是说JSON本身就是JavaScript对象字面量表示法的一个子集和JavaScript开发能够无缝融合,而JavaScript编程语言的复兴和崛起(前端 + Node后端生态)极大的推动了JSON的流行。

JSON的数据表示方式非常简洁,结构紧凑易于阅读而且其本身的结构与高级编程语言中的对象|字典|数组结构天然一致,与XML相比更适合面向对象的设计和开发。此外,JSON格式的文档通常比相同内容的XML文档更小,因此在进行网络传输和处理的时候更快、效率更高,JSON本身的这些特性加上相关技术环境的发展让它逐步替代XML成为互联网中主要的数据交换格式。

近些年,基于JSON的RESTful API呈现大规模爆炸式增长,包括LinkedIn、Github、Twitter、Facebook、Tumblr和Amazon等公司都提供基于JSON的RESTful API(备注 相关API可以访问programmableweb查询)。

JSON的标准化(成为一项技术标准),让JSON获得了行业内的认可,下面简单列出主要的标准化进程。

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2001 年 JSON由Douglas Crockford提出。
2006 年 JSON由IETF通过RFC 4627进行首次标准化。
2013 年 Ecma国际通过ECMA 404 将JSON正式标准化。
2014 年 Tim Bray发布了RFC 7158和RFC 7159作为原始标准的改进版本(主要修正了4627标准中的一些错误)。

JSON数值的类型

JSON数值的类型主要指的是在JSON文档中,键值对冒号(:)后侧值的数据类型,主要包括:

  • null
  • 数值
  • 对象
  • 数组
  • 字符串
  • 布尔值

null是JSON中的一个特殊值,用来表示某个key(属性)没有值用作占位符,注意不能由引号括起来。

数值遵循JavaScript双精度浮点数格式,支持指数形式,但仅支持十进制数不支持8进制和16进制数。

对象由 { 和 } 把键值对(key-value)括起来,允许设置为空对象,可以内嵌在其他的对象或者是数组中。

数组由 [ 和 ] 把元素括起来,允许设置为空数组且不限制类型,可以内嵌在其他的对象或者是数组中。

字符串由包含在双引号间的N(>=0)个Unicode字符组成可包含由转义字符,但单引号字符串是非法的

布尔值只存在true和false这两种值,且不能用引号把它们括起来,需注意JSON中没有为undefined值。

More …

版本 ➤JSON的核心标准不会再有新的版本,适用”无版本”理念。

类型 ➤JSON数据在文件系统中存储的标准文件类型为.json,IANA为JSON文档指定的MIME(媒体类型)为application/json

缩进 ➤JSON的编码规范并不存在与JSON数据缩进相关的话题,主要因为JSON本身是一种序列化格式而非呈现格式,所以缩进对JSON本身而言意义不大,在优化JSON现实的时候,常见的缩进方案是两格缩进或四格缩进。

工具 ➤

在线生成合法JSON文档的工具(1) JSONmate
在线生成合法JSON文档的工具(2) JSON Editor Online
在线校验JSON文档是否合法的工具(1) JSON Schema
在线校验JSON文档是否合法的工具(2) JSON Validate
快速生成大量测试JSON数据的工具推荐 JSON Generator
在线对复杂JSON数据格式化的工具推荐 JSON 在线格式化

创建|编辑JSON文件的时候,建议使用JSON Editor Online在线工具,上图是其基本工作界面。

JSON Schema

JSON Schema是对JSON文档中的内容、结构和格式进行的声明,用于校验JSON文档。区别于普通的JSON校验工具,JSON Schema能够对JSON文档执行语法校验和严格的语义校验JSON Schema这种能够用于校验JSON文档内容和语义的工具能够有效提供服务的安全性,在消息系统中的应用能够确保数据格式的正确性,在API设计领域还能够帮助定义API协议等。

建议 从零开始对JSON文档的内容进行声明非常麻烦也没有必要,建议先使用JSONSchema.net网站来根据已有的JSON文档生成对应的Schema文档,然后再根据具体的校验规则来逐步修缮。

基本示例

这里先给出一份简单的JSON文档和对该文档的JSON Schema描述,然后再介绍JSON Schema的核心关键词和具体规则。

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# 文件名 demo.json 注意该行不作为json文件的内容

{
"name": "wendingding",
"age": 18,
"email": "wendingding_ios@126.com",
"height": 1.73,
"isGoodMan": true,
"tags": [
"javaScript",
"object-C",
"C++",
"swift",
"php"
],
"car": {
"type": "A",
"number": "粤A 66666",
"price": 21344.88
}
}

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# 文件名 demo-schema.json 注意该行不作为json文件的内容
{
"$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
"type": "object",
"required": ["name","age","email","height","isGoodMan","tags","car"],
"properties": {
"name": {
"type": "string",
"examples": [ "wendingding" ],
},
"age": {
"type": "integer",
"examples": [ 18 ]
},
"email": {
"type": "string",
"examples": ["wendingding_ios@126.com"],
},
"height": {
"type": "number",
"examples": [ 1.73 ]
},
"isGoodMan": {
"type": "boolean",
"examples": [ true]
},
"tags": {
"type": "array",
"items": {
"type": "string",
"examples": ["javaScript", "object-C", "C++","swift","php"]
}
},
"car": {
"type": "object",
"required": ["type","number", "price"],
"properties": {
"type": {
"type": "string",
"examples": ["A"]
},
"number": {
"type": "string",
"examples": ["粤A 66666"]
},
"price": {
"type": "number",
"examples": [21344.88 ]
}
}
}
}
}

推荐使用命令行工具的validate模块来使用Schema对准备好的JSON文档进行校验,列出执行细节:

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wendingding$ npm install -g ujs-jsonvalidate
/usr/local/bin/validaten -> /usr/local/lib/node_modules/ujs-jsonvalidate/bin/validaten
/usr/local/bin/validate -> /usr/local/lib/node_modules/ujs-jsonvalidate/bin/validate
+ ujs-jsonvalidate@0.1.2
added 4 packages in 7.353s
wendingding$ validate demo.json demo-schema.json
JSON content in file demo.json is valid

因为在Schema文档中name字段是必要的,这里尝试删除demo.json文档中的name:"wendingding"部分,然后重新执行校验会发现提示错误信息。

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wendingding$ cat demo.json
{
"age": 18,
"email": "wendingding_ios@126.com",
"height": 1.73,
"isGoodMan": true,
"tags": [
"javaScript",
"object-C",
"C++",
"swift",
"php"
],
"car": {
"type": "A",
"number": "粤A 66666",
"price": 21344.88
}
}
wendingding$ validate demo.json demo-schema.json
Invalid: Missing required property: name
JSON Schema element: /required/0
JSON Content path:

核心关系词说明

type 声明对应字段的类型。
pattern 使用正则表达式来限定字段的值。
properties 声明对象中的字段,其中包含具体字段的type值等信息。
$schema 声明遵循的JSON Schema标准版本,校验文档时使用该版本的规则。

items 如果字段是数组类型(array),那么对数组元素的类型等进行限定。
minimum | maximum 如果是数值类型(number),那么限定其取值的范围。
minItems | maxItems 用于校验数组成员的数目,设定最小数目和最大数目。
examples 提供该字段对应值的示例,在创建schema文档的时候通常根据JSON模板文件的内容生成。
enum 定义固定的枚举值来限制数组元素的取值,即数组的元素值只能是enum限定集合中的数据。

additionalProperties 将该字段设置为false可以禁止JSON文档当前节点中出现额外的字段。
required 该数组用于声明JSON文档中所有的必需字段,即必需包含这些字段,否则视为非法文档。
dependencies 设置字段的依赖关系,即JSON文档中出现了某个字段的出现必须依赖某个特定字段。
patternProperties 模式属性可以基于正则表达式来声明部分重复的字段名,如^string[1-3]$

建议 在工作中如果需要对JSON数据进行严格的语法和语义校验,那么建议先使用典型的JSON文档利用JSON Schema在线工具自动生成对应的Schema校验文件,然后再对该文件进行二次编辑,这样效率会更高一些。

这里给出JSON Schema在线工具的使用示例。

扩展 前文中在对JSON文档和对应Schema进行校验的时候,在命令行中使用的是validate模块,该模块是JSON Validate网站所对应的npm包,具体使用的是名为ujs-jsonvalidate的处理器。此外,ajv也是Node中优秀的一款JSON校验类库,它本身很简洁且兼容性很好,更多信息可以参考链接地址。