JavaScript Object Notation

JavaScript Object Notation（JSON、ジェイソン）はデータ記述言語の1つである。軽量なテキストベースのデータ交換用フォーマットでありプログラミング言語を問わず利用できる。名称と構文はJavaScriptにおけるオブジェクトの表記法に由来する。
特徴.
JSONはウェブブラウザなどでよく使われているECMA-262, revision 3準拠のJavaScript (ECMAScript) をベースとしている。2006年7月にRFC 4627で仕様が規定され、その後、何度か改定され、2017年12月14日にIETF STD 90およびRFC 8259およびECMA-404 2nd editionが発表された。MIMEタイプは codice_1、拡張子はjsonとされた。
IETFおよびECMAおよびISOの仕様の改定の歴史
JSONはJavaScriptにおけるオブジェクト表記法のサブセットであるが、JavaScriptでの利用に限られたものではない。
JSONは単純であるので、特にAjaxの分野で利用が広がりつつある。JavaScriptでJSONをパースして読み込むには、文字列をJavaScriptのコードとして解釈させる codice_2 関数を作用させるだけでよい（ただし、セキュリティ上の問題があるうえ、ECMAScript 2018 までは U+2028 LINE SEPARATOR と U+2029 PARAGRAPH SEPARATOR の扱いがJavaScriptと互換性が無いため、JSON専用のパース関数の codice_3 を利用するべきである）。このように、広く普及しているウェブブラウザ搭載言語であるJavaScriptで簡単に読み込めるため、Ajaxの開発者達から注目を浴びることになった。
JavaScript言語以外でも、ほとんどの言語においてJSONは単純な処理で書き出しや読み込みができる。そのため、JSONは異なるプログラミング言語の間でのデータの受渡しには能率的である。ウェブアプリケーションの場合において、ウェブクライアントでのJavaScriptとのデータの受渡しなどはその最たる活用例と言える。プロセス間通信、マシン間通信においても、疎結合にするため、JSONで情報を受け渡しすることもある。
JSONの発見.
はJavaScriptのプログラマで、JSONを広めた一人だが、「The JSON Saga」と題したプレゼンテーション中で「自分はJSONと名付けたが、考案者ではなく、それ自体は“自然に”存在していたもので、早い例としては1996年にはNetscape Navigatorでデータ交換用に使われていた。だから“発見した”ということになるのだが、発見したのも自分が最初ではない」といったように述べている。以上のことを縮めて「JavaScriptのオブジェクト表記法からJSONが発見された。」と表現されている場合がある。
表記方法.
JSONで表現するデータ型は以下の通りで、これらを組み合わせてデータを記述する。codice_4, codice_5, codice_6 などは全て小文字でなくてはならない。
数値は10進法表記に限り、8進、16進法表記などはできない。また浮動小数点数としては codice_11 といった指数表記もできる。
文字列は（JSONそれ自体と同じく）Unicode文字列である。基本的にはJavaScriptの文字列リテラルと同様だが、囲むのにシングルクォートは使えない。バックスラッシュによるエスケープがある。
配列はゼロ個以上の値をコンマで区切って、角かっこでくくることで表現する。例えば以下のように表現する：
["milk", "bread", "eggs"]
オブジェクトはキーと値のペアをコロンで対にして、これらの対をコンマで区切ってゼロ個以上列挙し、全体を波かっこでくくることで表現する。例えば以下のように表現する：
ここで注意することはキーとして使うデータ型は文字列に限ることである。したがって、
という表記は許されない。この後者の表記はJavaScriptのオブジェクトの表記法としては正しいが、JSONとしては不正な表記である。
プログラム上で生成した文字列をJSONとして扱う場合、ダブルクォーテーションcodice_7を含む文字列を利用しなければいけないことに注意が必要である。なぜならコード上のcodice_7は文字列定義に利用されるcodice_7であり、生成されるのはあくまで文字列codice_15であって文字列codice_16ではない。JSONの文字列型は後者であると定義されているので、以下のようにエラーを発生させる。利用時にはJSON生成関数（例 JavaScript: codice_17）を利用する方がより安全である。
const invalidJSON = "hello";
const validJSON = '"hello"';
JSON.parse(invalidJSON)
// Thrown:
// SyntaxError: Unexpected token h in JSON at position 0
JSON.parse(validJSON)
// 'hello'
// safe JSON generation
const output = JSON.stringify("hello")
output
// '"hello"'
エンコーディング.
RFC 8259より、閉じられたエコシステムで利用する場合を除き、文字コードはUTF-8でエンコードすることが必須 (MUST) となっている。ネットワークでJSONを送信する場合は、バイト順マークを先頭に付加してはいけない (MUST NOT)。
過去のIETFの仕様では、JSONテキストはUnicodeでエンコードするとされていた (SHALL)。デフォルトのエンコーディングはUTF-8であった。なお、単独の文字列でない限り最初の2文字は必ずASCII文字であるので、最初の4バイトを見ることにより、UTF-8、UTF-16LE、UTF-16BE、UTF-32LE、UTF-32BEのいずれの形式でエンコードされているか判別できた。
AjaxにおけるJSONの利用.
AjaxにおいてXMLHttpRequestで非同期にJSONでのデータを受け取る例を示す：
古典的な例.
var the_object;
var http_request = new XMLHttpRequest();
http_request.open( "GET", url, true );
http_request.onreadystatechange = function () {
 if ( http_request.readyState == 4 ) {
 if ( http_request.status == 200 ) {
 the_object = eval( "(" + http_request.responseText + ")" );
 } else {
 alert( "There was a problem with the URL." );
 http_request = null;
};
http_request.send(null);
新しい記法を利用した例.
var the_object;
var http_request = new XMLHttpRequest();
http_request.open( "GET", url, true );
http_request.responseType = "json";
http_request.addEventListener ( "load", function ( ev ) {
 if ( ev.target.status == 200 ) {
 the_object = http_request.response;
 } else {
 alert( "There was a problem with the URL." );
 delete http_request;
http_request.send(null);
ここでいずれも、codice_18 はXMLHttpRequestオブジェクトであり、それを codice_19 にアクセスして返ってきたJSONで記述されたデータを codice_20 に格納される。いま、XMLHttpRequestを用いて実装をしたが、iframeなどの他の実装方法もある。また、JavaScriptライブラリのprototype.jsではHTTPの codice_21 ヘッダを利用して簡単にJSONデータの受渡しができる。
ライブラリ.
JSONは多くのプログラミング言語で利用可能なライブラリーなどが提供されている。例えば、ActionScript, C, C++, C#, ColdFusion, Common Lisp, Curl, D, Delphi, E, Elixir, Erlang, Groovy, Haskell, Java, JavaScript (ECMAScript), Lisp, Lua, ML, Objective-C, Objective CAML, Perl, PHP, Python, R, Rebol, Ruby, Scala, Squeakなど。
ただし、テキストファイル、データを交換する手段を持つプログラミング言語であれば自力でパースして入力したり、フォーマット処理で出力は可能である。
JSONPath.
JSONPath は JSON のクエリ式で、JSON の一部分を示すことが出来る。XML の XPath に対応するものとして Stefan Gössner が2007年に提案した。現在 IETF にて仕様が作成中である。様々なプログラミング言語でライブラリが実装されている。データベースでは、Oracle Database、Microsoft SQL Server、MySQL、PostgreSQL、MongoDB、RedisJSONなど広く採用されている。
例として、下記 JSON に対する、codice_22 の結果は codice_23 になる。
 "users": [
 {"name": "Foo"},
 {"name": "Bar"},
改行区切りのJSON.
1行を1つのJSONとする改行区切りのJSONが複数の人によって提案されている。仕様は同一である。改行コードは \n を使わなければならないが、JSON の末尾に \r があっても無視されることから \r\n も利用可能である。
Comma-Separated Values よりも柔軟性がある。また、JSONの配列を使うよりも可読性があるうえ、ストリーミングにすることができる。以下は例。
JSON5.
ECMAScript 5.1 に基づき、人間にとってより読み書きしやすい JSON5 が提案されている。コメントを書けたり、オブジェクトのキーは " が不要だったり、末尾カンマを付けられたりする。拡張子は json5 、MIMEタイプは application/json5 。
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