
资深软件开发工程师,业余马拉松选手。
JSON即JavaScript Object Notation,它是一种轻量级的数据交换格式,非常适合服务器与JavaScript的交互。
尽管有许多宣传关于XML如何拥有跨平台,跨语言的优势,然而,除非应用于Web Services,否则,在普通的Web应用中,开发者经常为XML的解析伤透了脑筋,无论是服务器端生成或处理XML,还是客户端用JavaScript解析XML,都常常导致复杂的代码,极低的开发效率。实际上,对于大多数Web应用来说,他们根本不需要复杂的XML来传输数据,XML的扩展性很少具有优势,许多AJAX应用甚至直接返回HTML片段来构建动态Web页面。和返回XML并解析它相比,返回HTML片段大大降低了系统的复杂性,但同时缺少了一定的灵活性。
现在,JSON为Web应用开发者提供了另一种数据交换格式。让我们来看看JSON到底是什么,同XML或HTML片段相比,JSON提供了更好的简单性和灵活性。
和XML一样,JSON也是基于纯文本的数据格式。由于JSON天生是为JavaScript准备的,因此,JSON的数据格式非常简单,你可以用JSON传输一个简单的,,,也可以传输一个数组,或者一个复杂的Object对象。
,和用JSON表示非常简单。例如,用JSON表示一个简单的String,其格式为:
除了字符",,/和一些控制符(b,f, , , )需要编码外,其他Unicode字符可以直接输出。下图是一个String的完整表示结构:
一个Number可以根据整型或浮点数表示如下:
这与绝大多数编程语言的表示方法一致,例如:
- 12345(整数)
- -3.9e10(浮点数)
类型表示为或。此外,JavaScript中的被表示为,注意,、和都没有双引号,否则将被视为一个。
JSON还可以表示一个数组对象,使用包含所有元素,每个元素用逗号分隔,元素可以是任意的Value,例如,以下数组包含了一个String,Number,boolean和一个null:
Object对象在JSON中是用包含一系列无序的Key-Value键值对表示的,实际上此处的Object相当于Java中的,而不是Java的Class。注意Key只能用String表示。
例如,一个Address对象包含如下Key-Value:
用JSON表示如下:
其中Value也可以是另一个Object或者数组,因此,复杂的Object可以嵌套表示,例如,一个Person对象包含name和address对象,可以表示如下:
上面介绍了如何用JSON表示数据,接下来,我们还要解决如何在服务器端生成JSON格式的数据以便发送到客户端,以及客户端如何使用JavaScript处理JSON格式的数据。
我们先讨论如何在Web页面中用JavaScript处理JSON数据。我们通过一个简单的JavaScript方法就能看到客户端如何将JSON数据表示给用户:
假定服务器返回的JSON数据是上文的:
只需将其赋值给一个JavaScript变量,就可以立刻使用该变量并更新页面中的信息了,相比XML需要从DOM中读取各种节点而言,JSON的使用非常容易。我们需要做的仅仅是发送一个AJAX请求,然后将服务器返回的JSON数据赋值给一个变量即可。有许多AJAX框架早已包含了处理JSON数据的能力,例如Prototype提供了方法,能直接将服务器返回的JSON文本变成一个JavaScript变量:
下面我们讨论如何在服务器端输出JSON格式的数据。以Java为例,我们将演示将一个Java对象编码为JSON格式的文本。
将String对象编码为JSON格式时,只需处理好特殊字符即可。另外,必须用而非表示字符串:
将表示为JSON就容易得多,利用Java的多态,我们可以处理,,等多种格式:
类型也可以直接通过方法得到JSON的表示:
要将数组编码为JSON格式,可以通过循环将每一个元素编码出来:
最后,我们需要将编码为JSON格式,因为JavaScript的Object实际上对应的是Java的。该方法如下:
为了统一处理任意的Java对象,我们编写一个入口方法,能够将任意的Java对象编码为JSON格式:
我们并未对Java对象作严格的检查。不被支持的对象(例如List)将直接抛出RuntimeException。此外,为了保证输出的JSON是有效的,对象的Key也不能包含特殊字符。细心的读者可能还会发现循环引用的对象会引发无限递归,例如,精心构造一个循环引用的Map,就可以检测到:
好在服务器处理的JSON数据最终都应该转化为简单的JavaScript对象,因此,递归引用的可能性很小。
最后,通过Servlet或MVC框架输出JSON时,需要设置正确的MIME类型(application/json)和字符编码。假定服务器使用UTF-8编码,则可以使用以下代码输出编码后的JSON文本:
JSON已经是JavaScript标准的一部分。目前,主流的浏览器对JSON支持都非常完善。应用JSON,我们可以从XML的解析中摆脱出来,对那些应用AJAX的Web 2.0网站来说,JSON确实是目前最灵活的轻量级方案。
Introducing JSON: https://json.org/
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