JSON

JSON () on yksinkertainen ja kevyt avoimen standardin tiedostomuoto tiedonvälitykseen ja tallennukseen. Ihmisten on helppo lukea ja kirjoittaa JSON tiedostoja. JSON perustuu JavaScript-ohjelmointikielistandardin ECMA-262 3. painos – joulukuu 1999 osajoukkoon. Nimestään ja JavaScript-perustastaan huolimatta JSON on täysin kielestä riippumaton, mutta käyttää käytäntöjä, jotka ovat tuttuja C-kieliperheestä. Nämä ominaisuudet tekevät JSON:ista erinomaisen tiedonsiirtokielen. Useimmat ohjelmointikielet sisältävät koodin JSON-muotoisen datan luomiseksi ja parsimiseksi. JSONin Internet media type on application/json ja sen tiedostopääte .json.

JSON perustuu järjestämättömään joukkoon avain/arvo-pareja. Objekti alkaa vasemmalla aaltosulkeella "{" ja päättyy oikeaan aaltosulkeeseen "}". Jokainen avain ympäröidään lainausmerkeillä, ja sitten seuraa kaksoispiste ":". Avain/arvo-parit erotetaan pilkuilla "," toisistaan. JSONI:a käytetään yleisesti tiedon siirtämiseen verkkosovelluksissa (esim. joidenkin tietojen lähettäminen palvelimelta asiakkaalle, jotta se voidaan näyttää verkkosivulla tai päinvastoin. JSON muistuttaa hyvin paljon JavaScriptin objektimuotoa. 

JSON-formaatin määritteli alun perin Douglas Crockford vuoden 2000 alussa. Crockford ja Chip Morningstar lähettivät ensimmäisen JSON-viestin huhtikuussa 2001. JSON luotiin vaihtoehdoksi XML:lle, joka oli aikoinaan hallitseva tiedonvaihdon muoto. XML-tiedostojen lukeminen on ihmiselle vaikeaa ja se jättää paljon toivomisen varaa koodauksen ketteryyden suhteen. JSON oli vastaus näihin ongelmiin.

Esimerkki 
Esimerkki kuvitellun henkilön JSON-tiedostosta:
{
    "etunimi": "Mari",
    "sukunimi": "Kuusirinne",
    "ikä": 27,
    "osoite": {
        "kadun_osoite": "Kirkkokatu 15",
        "kaupunki": "Oulu",
        "maakunta": "Kainuun maakunta",
        "postinumero": "90150"
    },
    "puhelin_numerot": [
        {
            "tyyppi": "työ",
            "numero": "0451231233"
        },
        {
            "tyyppi": "koti",
            "numero": "0503285815"
        }
    ],
    "on_eläkkeellä": false
}

JSON:in alkutaipale 
Crockford ja Morningstarin alkuperäinen ongelma oli, että he halusivat lisätä dataa applikaatiolle alkuperäisen sivuston latauksen jälkeen. Kaikille selaimille oli oma tapansa tehdä lisäykset, mutta he halusivat tavan, joka toimisi yhtenäisesti kaikille selaimille. He päättivät käyttää hyödykseen HTML datan lähettämistä itselleen. Crocford ja Morningstar hyödynsivät URL rungon osoitinta, joka palautti HTML tiedoston, jolloin JavaScript purkaisi sisällön. 

Crockford antaa täyden kunnian tekniikan keksimiselle Netscape:issa työskentelevälle henkilölle, joka oli käyttänyt samaa tapaa informaation jakamiseen jopa vuodesta 1994 lähtien.

Ensimmäisen JSON viestin sisältö:<html><head><script>
    document.domain = 'fudco';
    parent.session.receive(
        { to: "session", do: "test",
          text: "Hello world" }
    )
</script></head></html>JavaScriptin käyttäminen JSON:in pohjana ei ollut ongelmatonta, koska JavaScript on varannut paljon sanoja. Näistä yhtä, do, he käyttävät vahingossa alkuperäisessä viestissään, jonka takia se ei toiminut. Tämän jälkeen Crockfrod päätti, että kaikki JSON:in avaimet ovat heittomerkeissä. Tällöin varattujen sanojen kanssa ei ollut ongelmaa, koska JavaScript piti niitä vain merkkijonona. Positiivista oli, että JavaScriptin kääntäjä teki kaiken, joten JSON:ille ei tarvinnut lisätä uusia jäsentelytekniikoita, jotta se toimisi.

Alun perin JSON:in nimeäjät halusivat käyttää fromatillansa nimeä JSML, joka olisi tullut sanoista JavaScript Markup Language (suom. JavaScript Merkkaus Kieli). Toisin kävi, koska lyhenne oli varattu toiselle JavaScriptin lyhenteelle, jonka jälkeen he päätyivät kääyttämään nykyisin tunnettua JSON-nimeä.

Crockfrod ja Morningstar huomasivat myös että json oli erittäin hyödykäs serverien keskeisessä kommunikoinnissa ja datan varastoinnissa. Alussa heidän oli vaikeaa saada ihmiset uskomaan JSONiin muun muassa tämän olevan tuntematon ja väittävän ettei se ei ollut standardi. Tämän johdattelemana Crockford osti json.org -nettisivuston ja loi siitä standardin, jonka jälkeen suosio kasvoi tasaiseen tahtiin. 

Kiinnostus Ajaxia kohtaan johti JSON:in suosion räjähdysmäiseen kasvuun. Kun ohjelmistokehittäjät huomasivat voivansa käyttää JSON:ia Ajaxin sovelluksissa helposti, alkoivat useimmat heistä suosimaan sitä XML:n sijaan.

Tuetut tietomuodot 
Numero: etumerkillinen desimaaliluku, joka voi sisältää murto-osan ja voi käyttää eksponentiaalista E-merkintää, mutta ei voi sisältää ei-lukuja, kuten NaN. Muoto ei tee eroa kokonaislukujen ja liukulukujen välillä. JavaScript käyttää IEEE-754-kaksoistarkkuutta liukulukumuotoa kaikissa numeerisissa arvoissaan, mutta muut JSON:ia käyttävät kielet voivat koodata numeroita eri tavalla.

Merkkijono: nollan tai useamman Unicode-merkin sarja. Merkkijonot on rajattu lainausmerkeillä, ja ne tukevat kenoviivaa.

Boolean arvo: joko tosi (true) tai epätosi (false).

Taulukko: järjestetty luettelo nollasta tai useammasta elementistä, joista jokainen voi olla mitä tahansa tyyppiä. Taulukot käyttävät hakasulkeita "[]" ja elementit erotetaan pilkuilla toisistaan.

Objekti: kokoelma nimi-arvo-pareja, joissa nimet (kutsutaan myös avaimiksi) ovat merkkijonoja. Nykyinen ECMA-standardi sanoo: "JSON-syntaksi ei aseta mitään rajoituksia niminä käytettäville merkkijonoille, ei vaadi nimimerkkijonojen olevan yksilöllisiä, eikä anna mitään merkitystä nimi/arvo-parien järjestykselle. Objektit erotetaan aalto sulkeilla "{}" ja nimi/arvoparit erotetaan pilkuilla. Kussakin nimi/arvo-parissa kaksoispiste ":" erottaa avaimen tai nimen sen arvosta.

null: tyhjä arvo sanalla null.

Standardit 
JSON:ia koskevia standardointidokumentteja:
 
 ECMAScript 262, kappale 15.12
 ECMA 404
  (korjaus versioon )

Muihin tiedostomuotoihin vertaaminen 
JSON tunnetaan XML:ää kevyempänä vaihtoehtona. Molemmilla tiedostomuodoilla on laaja tuki luomiseen, lukemiseen ja purkamiseen todellisissa tilanteissa, joissa niitä yleisesti käytetään. XML:n lisäksi muita esimerkkejä voivat olla CSV ja YAML (JSON-superjoukko). Myös Googlen Protocol Bufferit voivat täyttää tämän roolin, vaikka ne eivät olekaan tiedonsiirtokieltä.

YAML 
YAML-versio 1.2 on JSONin superjoukko; aiemmat versiot eivät olleet täysin yhteensopivia. Esimerkiksi etukenon / pystyy sulkemaan takakenolla \ JSON-iedostomuodossa, mutta YAML ei tukenut tätä. YAML tukee kommentointia, kun taas JSON ei.

XML 
XML:ää on käytetty strukturoidun tiedon kuvaamiseen ja objektien sarjallistamiseen. Monia XML-pohjaisia protokollia on luotu edustamaan samanlaisia tietorakenteita kuin JSON, joita käytetään samanlaisiin tiedonvaihtotarkoituksiin. Dataa voidaan koodata XML-muotoon usealla tavalla. Laajennettavin muoto jossa käytetään tagi pareja tuottaa paljon suuremman tiedoston (merkkimäärällisesti) kuin JSON, mutta jos tiedot tallennetaan attribuuteissa ja 'lyhyt tagi' muodossa, jossa sulkemis tagi korvataan />:lla, tiedostosta tulee yhtä pitkä tai hieman pidempi kuin vastaavasta JSON tiedostosta. XML-attribuutilla voi kuitenkin olla vain yksi arvo, ja jokainen attribuutti voi esiintyä enintään kerran kussakin elementissä.

XML erottaa "datan" "metadatasta" (elementtien ja attribuuttien avulla), kun taas JSONissa ei ole samanlaista käsitettä.

Toinen keskeinen ero on arvojen osoittamisessa. JSON:ssa on objekteja, joissa on yksinkertainen "avain" ja "arvo" -kartoitus, kun taas XML-osoitteiden määrittäminen tapahtuu "Solmuissa", jotka kaikki saavat yksilöllisen ID:n XML-prosessorin kautta. Lisäksi XML-standardi määrittelee yhteisen atribuutin xml:id, jota käyttäjä voi käyttää täsmällisen ID:n antamiseen.

Käyttökohteita 
JSON-RPC on JSON:in päälle rakennettu RPC-protokolla. Se on yksinkertainen protokolla, joka määrittelee vain kourallisen tietotyyppejä ja komentoja. JSON-RPC antaa järjestelmän lähettää ilmoituksia ja useita kutsuja palvelimelle, joihin voidaan vastata vapaassa järjestyksessä.

AJAJ (akronyymi sanoista Asynchronous JavaScript and JSON) viittaa samaan dynaamisten verkkosivujen metodologiaan kuin AJAX, mutta JSON on käytetty tiedostomuoto XML:n sijaan. AJAJ on web-kehitystekniikka, joka tarjoaa verkkosivulle mahdollisuuden pyytää uutta dataa selaimelle lataamisen jälkeen. Tyypillisesti se lataa uutta dataa palvelimelta vastauksena verkkosivun käyttäjän toimille. Esimerkiksi käyttäjän kirjoittaessa hakukenttään syötteen, verkkosivu lähettää sen palvelimelle, jolloin se vastaa pudotusvalikolla syötettä vastaavista tietokannan tuloksista.

Vaikka JSONi:a on käytetty määrityskielenä, siinä ei kuitenkaan ole tuettu kommentointia. Vuonna 2012, Douglas Crockford kommentoi asiaa seuraavasti: ”Tiedän, että kommenttien puute tekee ihmiset surulliseksi, mutta ei sen pitäisi. Oletetaan, että käytätte JSON:ia säilyttääksenne asetustiedostot, joita haluaisitte kommentoida. Lisätkää kaikki haluamanne kommentit. Ohjaa se sitten JSMinin kautta ennen kuin annat sen JSON jäsentäjälle.”

MongoDB käyttää JSON-tyyppistä dataa dokumenttipohjaisessa tietokannassaan.

Jotkin relaatiotietokannat, kuten PostgreSQL ja MySQL, ovat lisänneet tukea alkuperäisille JSON:in tietotyypeille. Tämä mahdollistaa kehittäjien tallentaa JSON-dataa suoraan relaatiotietokantaan ilman, että sitä tarvitsee muuntaa toiseen dataformaattiin.

Katso myös
 JSON Web Token
 YAML
 Ajax
 XML

Lähteet

Aiheesta muualla
 The JSON Specification
 Yleistä JSON:sta suomeksi
 Parsing JSON is a Minefield 
 JSON Schema (englanniksi)

Formaalit kielet
Tiedostomuodot
Seulonnan keskeiset artikkelit
Avoimet standardit