者 | 豬哥

責(zé)編 | maozz

JSON的誕生原因是因為XML整合到HTML中各個瀏覽器實現(xiàn)的細節(jié)不盡相同，所以道格拉斯·克羅克福特（Douglas Crockford） 和 奇普·莫寧斯達（Chip Morningstar）一起從JS的數(shù)據(jù)類型中提取了一個子集，作為新的數(shù)據(jù)交換格式，因為主流的瀏覽器使用了通用的JavaScript引擎組件，所以在解析這種新數(shù)據(jù)格式時就不存在兼容性問題，于是他們將這種數(shù)據(jù)格式命名為 “JavaScript Object Notation”，縮寫為 JSON，由此JSON便誕生了！

今天我們來學(xué)習(xí)一下JSON的結(jié)構(gòu)形式、數(shù)據(jù)類型、使用場景以及注意事項吧！

JSON格式

上面我們知道JSON是從JavaScript的數(shù)據(jù)類型中提取出來的子集，那JSON有幾種結(jié)構(gòu)形式呢？又有哪些數(shù)據(jù)類型呢？他們又分別對應(yīng)著JavaScript中的哪些數(shù)據(jù)類型呢？

JSON的2種結(jié)構(gòu)形式，鍵值對形式和數(shù)組形式。

舉了一個JSON的實例，就是鍵值對形式的，如下：

{
"person": {
"name": "pig",
"age": "18",
"sex": "man",
"hometown": {
"province": "江西省",
"city": "撫州市",
"county": "崇仁縣"
}
}
}

這種結(jié)構(gòu)的JSON數(shù)據(jù)規(guī)則是：一個無序的“‘名稱/值’對”集合。一個對象以 {左括號 開始， }右括號 結(jié)束。每個“名稱”后跟一個 :冒號 ；“‘名稱/值’ 對”之間使用 ,逗號 分隔。

因為大多數(shù)的時候大家用的JSON可能都是上面那種key-value形式，所以很多人在講解JSON的時候總是會忽略數(shù)組形式，這一點是需要注意的。

那JSON的數(shù)組形式是怎么樣的呢？舉一個實例吧！

["pig", 18, "man", "江西省撫州市崇仁縣"]

數(shù)組形式的JSON數(shù)據(jù)就是值（value）的有序集合。一個數(shù)組以 [左中括號 開始， ]右中括號 結(jié)束。值之間使用 ,逗號 分隔。

JOSN的6種數(shù)據(jù)類型

上面兩種JSON形式內(nèi)部都是包含value的，那JSON的value到底有哪些類型，而且上期我們說JSON其實就是從Js數(shù)據(jù)格式中提取了一個子集，那具體有哪幾種數(shù)據(jù)類型呢？

1. string：字符串，必須要用雙引號引起來。

2. number：數(shù)值，與JavaScript的number一致，整數(shù)（不使用小數(shù)點或指數(shù)計數(shù)法）最多為 15 位，小數(shù)的最大位數(shù)是 17。

3. object：JavaScript的對象形式，{ key:value }表示方式，可嵌套。

4. array：數(shù)組，JavaScript的Array表示方式[ value ]，可嵌套。

5. true/false：布爾類型，JavaScript的boolean類型。

6. ：空值，JavaScript的。

以上數(shù)據(jù)形式圖片來源JSON官方文檔：http://www.json.org/json-zh.html

JSON使用場景

介紹完JSON的數(shù)據(jù)格式，那我們來看看JSON在企業(yè)中使用的比較多的場景。

接口返回數(shù)據(jù)和序列化。JSON用的最多的地方莫過于Web了，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)接口基本上都是返回的JSON，具體細化的場景有：

1. Ajxa異步訪問數(shù)據(jù)

2. RPC遠程調(diào)用

3. 前后端分離后端返回的數(shù)據(jù)

4. 開放API，如百度、高德等一些開放接口

5. 企業(yè)間合作接口

這種API接口一般都會提供一個接口文檔，說明接口的入?yún)ⅰ⒊鰠⒌龋?/p>

一般的接口返回數(shù)據(jù)都會封裝成JSON格式，比如類似下面這種

{
"code": 1,
"msg": "success",
"data": {
"name": "pig",
"age": "18",
"sex": "man",
"hometown": {
"province": "江西省",
"city": "撫州市",
"county": "崇仁縣"
}
}
}

程序在運行時所有的變量都是保存在內(nèi)存當中的，如果出現(xiàn)程序重啟或者機器宕機的情況，那這些數(shù)據(jù)就丟失了。一般情況運行時變量并不是那么重要丟了就丟了，但有些內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是需要保存起來供下次程序或者其他程序使用。

保存內(nèi)存中的數(shù)據(jù)要么保存在數(shù)據(jù)庫，要么保存直接到文件中，而將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)變成可保存或可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的過程叫做序列化，在Python中叫pickling，在其他語言中也被稱之為serialization，marshalling，flattening等等，都是一個意思。

正常的序列化是將編程語言中的對象直接轉(zhuǎn)成可保存或可傳輸?shù)模@樣會保存對象的類型信息，而JSON序列化則不會保留對象類型！

為了讓大家更直觀的感受區(qū)別，豬哥用代碼做一個測試，大家一目了然

1. Python對象直接序列化會保存class信息，下次使用loads加載到內(nèi)存時直接變成Python對象。

2. JSON對象序列化只保存屬性數(shù)據(jù)，不保留class信息，下次使用loads加載到內(nèi)存可以直接轉(zhuǎn)成dict對象，當然也可以轉(zhuǎn)為Person對象，但是需要寫輔助方法。

對于JSON序列化不能保存class信息的特點，那JSON序列化還有什么用？答案是當然有用，對于不同編程語言序列化讀取有用，比如：我用Python爬取數(shù)據(jù)然后轉(zhuǎn)成對象，現(xiàn)在我需要將它序列化磁盤，然后使用Java語言讀取這份數(shù)據(jù)，這個時候由于跨語言數(shù)據(jù)類型不同，所以就需要用到JSON序列化。

存在即合理，兩種序列化可根據(jù)需求自行選擇！

最后就是生成Token和配置文件

首先聲明Token的形式多種多樣，有JSON、字符串、數(shù)字等等，只要能滿足需求即可，沒有規(guī)定用哪種形式。

JSON格式的Token最有代表性的莫過于JWT（JSON Web Tokens）。

隨著技術(shù)的發(fā)展，分布式web應(yīng)用的普及，通過Session管理用戶登錄狀態(tài)成本越來越高，因此慢慢發(fā)展成為Token的方式做登錄身份校驗，然后通過Token去取Redis中的緩存的用戶信息，隨著之后JWT的出現(xiàn)，校驗方式更加簡單便捷化，無需通過Redis緩存，而是直接根據(jù)Token取出保存的用戶信息，以及對Token可用性校驗，單點登錄更為簡單。

使用JWT做過app的登錄系統(tǒng)，大概的流程就是：

1. 用戶輸入用戶名密碼

2. app請求登錄中心驗證用戶名密碼

3. 如果驗證通過則生成一個Token，其中Token中包含：

4. 用戶的uid、Token過期時間、過期延期時間等，然后返回給app

5. app獲得Token，保存在cookie中，下次請求其他服務(wù)則帶上

6. 其他服務(wù)獲取到Token之后調(diào)用登錄中心接口驗證

7. 驗證通過則響應(yīng)

JWT登錄認證有哪些優(yōu)勢：

1. 性能好：服務(wù)器不需要保存大量的session

2. 單點登錄（登錄一個應(yīng)用，同一個企業(yè)的其他應(yīng)用都可以訪問）：使用JWT做一個登錄中心基本搞定，很容易實現(xiàn)。

3. 兼容性好：支持移動設(shè)備，支持跨程序調(diào)用，Cookie 是不允許垮域訪問的，而 Token 則不存在這個問題。

4. 安全性好：因為有簽名，所以JWT可以防止被篡改。更多JWT相關(guān)知識自行在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，本文不過多介紹！

說實話JSON作為配置文件使用場景并不多，最具代表性的就是npm的package.json包管理配置文件了，下面就是一個npm的package.json配置文件內(nèi)容。

{
"name": "server", //項目名稱
"version": "0.0.0",
"private": true,
"main": "server.js", //項目入口地址，即執(zhí)行npm后會執(zhí)行的項目
"scripts": {
"start": "node ./bin/www" ///scripts指定了運行腳本命令的npm命令行縮寫
},
"dependencies": {
"cookie-parser": "~1.4.3", //指定項目開發(fā)所需的模塊
"debug": "~2.6.9",
"express": "~4.16.0",
"http-errors": "~1.6.2",
"jade": "~1.11.0",
"morgan": "~1.9.0"
}
}

但其實JSON并不合適做配置文件，因為它不能寫注釋、作為配置文件的可讀性差等原因。

配置文件的格式有很多種如：toml、yaml、xml、ini等，目前很多地方開始使用yaml作為配置文件格式。

JSON在Python中的使用

最后我們來看看Python中操作JSON的常用方法有哪些，在Python中操作JSON時需要引入json標準庫。

import json

類型轉(zhuǎn)換

Python類型轉(zhuǎn)JSON：json.dump

# 1、Python的dict類型轉(zhuǎn)JSON
person_dict={'name': 'pig', 'age': 18, 'sex': 'man', 'hometown': '江西撫州'}
# indent參數(shù)為縮進空格數(shù)
person_dict_json=json.dumps(person_dict, indent=4)
print(person_dict_json, '\n')
# 2、Python的列表類型轉(zhuǎn)JSON
person_list=['pig', 18, 'man', '江西撫州']
person_list_json=json.dumps(person_list)
print(person_list_json, '\n')
# 3、Python的對象類型轉(zhuǎn)JSON
person_obj=Person('pig', 18, 'man', '江西撫州')
# 中間的匿名函數(shù)是獲得對象所有屬性的字典形式
person_obj_json=json.dumps(person_obj, default=lambda obj: obj.__dict__, indent=4)
print(person_obj_json, '\n')

執(zhí)行結(jié)果：

JSON轉(zhuǎn)Python類型：json.loads

# 4、JSON轉(zhuǎn)Python的dict類型
person_json='{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'
person_json_dict=json.loads(person_json)
print(type(person_json_dict), '\n')
# 5、JSON轉(zhuǎn)Python的列表類型
person_json2='["pig", 18, "man", "江西撫州"]'
person_json_list=json.loads(person_json2)
print(type(person_json_list), '\n')
# 6、JSON轉(zhuǎn)Python的自定義對象類型
person_json='{ "name": "pig","age": 18, "sex": "man", "hometown": "江西撫州"}'
# object_hook參數(shù)是將dict對象轉(zhuǎn)成自定義對象
person_json_obj=json.loads(person_json, object_hook=lambda d: Person(d['name'], d['age'], d['sex'], d['hometown']))
print(type(person_json_obj), '\n')

執(zhí)行結(jié)果如下：

對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型

上面我們演示了Python類型與JSON的相互轉(zhuǎn)換，最開始的時候我們講過JSON有6種數(shù)據(jù)類型，那這6種數(shù)據(jù)類型分別對應(yīng)Python中的哪些數(shù)據(jù)類型呢？

需要注意的點

JSON的鍵名和字符串都必須使用雙引號引起來，而Python中單引號也可以表示為字符串，所以這是個比較容易犯的錯誤！

Python類型與JSON相互轉(zhuǎn)換的時候到底是用load/dump還是用loads\dumps？

• 他們之間有什么區(qū)別？

• 什么時候該加s什么時候不該加s？

這個我們可以通過查看源碼找到答案：

不加s的方法入?yún)⒍嗔艘粋€fp表示filepath，最后多了一個寫入文件的操作。

所以我們在記憶的時候可以這樣記憶：

加s表示轉(zhuǎn)成字符串(str)，不加s表示轉(zhuǎn)成文件。

Python自定義對象與JSON相互轉(zhuǎn)換的時候需要輔助方法來指明屬性與鍵名的對應(yīng)關(guān)系，如果不指定一個方法則會拋出異常！

相信有些看的仔細的同學(xué)會好奇上面使用json.dumps方法將Python類型轉(zhuǎn)JSON的時候，如果出現(xiàn)中文，則會出現(xiàn)：

\u6c5f\u897f\u629a\u5dde

這種東西，這是為什么呢？

原因是：Python 3中的json在做dumps操作時，會將中文轉(zhuǎn)換成unicode編碼，并以16進制方式存儲，而并不是UTF-8格式！

總結(jié)

今天我們學(xué)習(xí)了JSON的2種形式，切記JSON還有[...]這種形式的。

學(xué)習(xí)了JSON的6種數(shù)據(jù)類型他們分別對于Python中的哪些類型。

了解了JSON的一些使用場景以及實際的例子。

還學(xué)習(xí)了在Python中如何使用JSON以及需要注意的事項。

一個JSON知識點卻分兩篇長文（近萬字）來講，其重要性不言而喻。因為不管你是做爬蟲、還是做數(shù)據(jù)分析、web、甚至前端、測試、運維，JSON都是你必須要掌握的一個知識點

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