（The application/json Media Type for JavaScript Object Notation (JSON)）RFC4627-JSON格式定义

Posted 2020-06-22 周三台

原文  http://laichendong.com/rfc4627-zh_cn/

 

摘要

javascript Object Notation (JSON)是一个轻量级的，基于文本的，跨语言的数据交换格式。它从ECMAScript编程语言标准（ECMAScript Programming Language Standard）衍生而来。JSON定义了一组用于表示结构化数据的可移植的格式化规则。

1. 简介

JavaScript Object Notation (JSON)是用于结构化数据序列化的一种文本格式。它基于ECMAScript Programming Language Standard, Third Edition [ECMA]定义的JavaScript对象字面量。

JSON包含4种基础类型（字符串，数字，布尔和null）和两种结构类型（对象和数组）

字符串是一个由零或者多个Unicode字符组成的序列。

对象是一个由零或者多个名/值对组成的无序集合，其中名/值对中名是字符串类型，值则可以是字符串，数字，布尔，null，对象或数组类型。

数组是一个由零或者多个值组成的有序序列。

术语“对象”和“数组”的叫法来源于JavaScript的习惯叫法。

JSON的设计目标是它应当是尽可能小的，可移植的，文本化的，并且可以作为JavaScript的一个子集。

1.1. 约定

本文中的”MUST”, “MUST NOT”, “REQUIRED”, “SHALL”, “SHALL NOT”, “SHOULD”,”SHOULD NOT”, “RECOMMENDED”, “MAY”, 和 “OPTIONAL” 关键字意思遵从[RFC2119]中的定义。

本文中的语法规则遵从[RFC4234]中的定义。

2. JSON语法

一个JSON文本是一个标记（token）序列，标记包含6种结构字符，字符串，数字和3个字面量。

一个JSON文本是一个对象或者数组的序列化结果。

JSON-text = object / array

下面是6种结构字符：

begin-array     = ws %x5B ws  ; [ 左中括号
begin-object    = ws %x7B ws  ; { 左大括号
end-array       = ws %x5D ws  ; ] 右中括号

6种结构字符前后都可以添加无意义的空白字符。

ws = * (
   % x20 / ; 空格
   % x09 / ; \ t 水平制表符
   % x0A / ; \ n 换行符
   % x0D ; \ r 回车符
)

2.1. 值

JSON值MUST是一个对象，数组，数字，字符串或下列三个字面量之一：

false null true

字面量MUST是小写的，其他任何字面量都是不允许的。

value = false / null / true / object / array / number / string
false = %0x66.61.6c.73.65 ； false
null  = %0x6e.75.6c.6c ； null
true  = %0x74.72.75.65 ； true

2.2. 对象

对象结构表示为一对大括号包裹着0到多个名/值对（或者叫成员）。名/值对中名称是一个字符串，后面是一个冒号，用来分隔名称和值。值后面是一个逗号用来分隔值和下一个名/值对的名称。一个对象内的名称SHOULD是唯一的。

object = begin-object [ member *( value-separator member ) ] end-object
member = string name-separator value

2.3. 数组

数组结构表示为一对中括号包裹着0到多个值（或者叫元素）。值之间用逗号分隔。

array = begin-array [ value *( value-separator value ) ] end-array

2.4. 数字

数字的表示和其他大部分语言相似。数字包含一个以可选的减号为前缀的整数部分，其 
后面可以跟有小数部分和/或指数部分。

八进制或者十六进制的形式是不允许的。以0开头也是不允许的。

小数部分是一个小数点后跟随一位或多位数字。

指数部分以不限大小写的字母E开头，之后可跟一个加号或减号。E和可选的符号后可 
跟一位或多位数字。

不能被表示为数字的序列（例如，无穷大和NaN）的数字值是不允许的。

 number = [ minus ] int [ frac ] [ exp ]
 decimal-point = %x2E       ; .
 digit1-9 = %x31-39         ; 1-9
 e = %x65 / %x45            ; e E
 exp = e [ minus / plus ] 1*DIGIT
 frac = decimal-point 1*DIGIT
 int = zero / ( digit1-9 *DIGIT )
 minus = %x2D               ; -
 plus = %x2B                ; +
 zero = %x30                ; 0

2.5. 字符串

字符串的表示和C语言家族的处理方式相似。字符串用引号作为开头和结尾。除了以下一些必须被转义的字符以外所有的Unicode字符都可以直接被放在字符串中：引号（”或’），反斜杠(\)和控制字符（U+0000 到 U+001F）。

任何字符都可以被转义。如果是在基本多语言平面（Basic Multilingual Plane (U+0000 到 U+FFFF)）内，则应该表示为6字符序列：反斜杠后面跟一个小写字母u，再跟4位表示字符所在位置的16进制数字。16进制数字中的字母A-F可以是大写的，也可以是小写的。例如：一个只有一个反斜杠组成的字符串可以表示为”\u005C”。

另外，有一些流行的字符可以用两字符序列来转义，例如：一个只有一个反斜杠组成的字符串可以表示为”\\”。

要转义不在基本多语言平面（Basic Multilingual Plane）内的字符，则使用表示为UTF-16编码代理对（encoding the UTF-16 surrogate pair）的12字符序列。例如：一个只包含G谱字符（U+1D11E）的字符串可以被表示为”\uD834\uDD1E”

string = quotation-mark *char quotation-mark
char = unescaped /
  escape (
    %x22 /          ; "    quotation mark  U+0022
    %x5C /          ; \    reverse solidus U+005C
    %x2F /          ; /    solidus         U+002F
    %x62 /          ; b    backspace       U+0008
    %x66 /          ; f    form feed       U+000C
    %x6E /          ; n    line feed       U+000A
    %x72 /          ; r    carriage return U+000D
    %x74 /          ; t    tab             U+0009
    %x75 4HEXDIG )  ; uXXXX                U+XXXX
escape = %x5C              ; quotation-mark = %x22      ; "
unescaped = %x20-21 / %x23-5B / %x5D-10FFFF

3. 编码

JSON文本SHALL使用unicode编码。默认的编码方式为UTF-8。

由于JSON文本的头两个字符一定是ASCII字符[RFC0020]，因此可以通过观察第一组4个8位字节来判断字节流是UTF-8,UTF-16（BE或LE）还是UTF-32（BE或LE）编码的。

00 00 00 xx UTF-32BE
00 xx 00 xx UTF-16BE
xx 00 00 00 UTF-32LE
xx 00 xx 00 UTF-16BE
xx xx xx xx UTF-8

4. 解析器

JSON解析器可以将JSON文本转换为其他表示方法。JSON解释器MUST能接受符合JSON语法的所有文本。JSON解析器MAY能接受非JSON形式的文本。

5. 生成器

JSON生成器能够生成JSON文本。其生成结果MUST严格符合JSON的语法。

6. IANA（互联网数字分配机构）方面的考虑

JSON文本的MIME媒体类型是application/json。

类型名称： application

子类型名称： json

必选参数： n/a

可选参数： n/a

编码方面的考虑： 如果是UTF-8则是8位字节，如果是UTF-16和UTF-32则是二进制

JSON可以用UTF-8,UTF-16和UTF-32编码表示。如果使用UTF-8,则JSON是8位字节兼容的。如果是UTF-16或UTF-32，则必须使用二进制内容传输编码。

安全方面的考虑：

通常，脚本语言都有安全问题，JSON作为JavaScript的一个子集，但由于它排除了分配和调用，所以它是安全的。

如果JSON文本中除去字符串部分的字符都是JSON标记（token）字符，则它可以安全的传递给JavaScript的eval()方法（用来编译和执行一个字符串的方法）。JavaScript中通过分别调用两个正则表达式的test和replace方法可以快速的确定是否满足该条件。

var my_JSON_object = !(/[^,:{}\[\]0-9.\-+Eaeflnr-u \n\r\t]/.test(text.replace(/"(\\.|[^"\\])*"/g, ‘‘))) && eval(‘(‘ + text + ‘)‘);

互操作性方面的考虑：n/a

发布规范：RFC 4627

使用这个媒体类型的应用程序：

JSON曾被用于用以下所有编程语言编写的应用程序间传递数据：ActionScript, C, C#, ColdFusion, Common Lisp, E, Erlang, Java, JavaScript, Lua, Objective CAML, Perl, php, Python, Rebol, Ruby, and Scheme.

额外的信息：

魔术数字： n/a 
文件扩展名： .json 
Macintosh文件类型的代码： TEXT

进一步的信息请联系：

Douglas Crockford 
[email protected]

预期的用法： COMMON

受限制的用法： 无

作者：

Douglas Crockford 
[email protected]

修改控制者：

Douglas Crockford 
[email protected]

7. 安全方面的考虑

参照第六节中的“安全方面的考虑”。

8. 举例

这是一个JSON对象：

{
    "Image": {
        "Width": 800,
        "Height": 600,
        "Title": "View from 15th Floor",
        "Thumbnail": {
        "Url": "http://www.example.com/image/481989943",
        "Height": 125,
        "Width": "100"
    },
    "IDs": [116, 943, 234, 38793]
    }
}

这是一个包含两个对象的数组：

[{
    "precision": "zip",
    "Latitude": 37.7668,
    "Longitude": -122.3959,
    "Address": "",
    "City": "SAN FRANCISCO",
    "State": "CA",
    "Zip": "94107",
    "Country": "US"
}
,{
    "precision": "zip",
    "Latitude": 37.371991,
    "Longitude": -122.026020,
    "Address": "",
    "City": "SUNNYVALE",
    "State": "CA",
    "Zip": "94085",
    "Country": "US"
}]

9. 参考文献

9.1. 参考的规范

[ECMA] European Computer Manufacturers Association, “ECMAScript 
Language Specification 3rd Edition”, December 1999, 
<http://www.ecma-international.org/publications/files/ 
ecma-st/ECMA-262.pdf>.

[RFC0020] Cerf, V., “ASCII format for network interchange”, RFC 20, 
October 1969.

[RFC2119] Bradner, S., “Key words for use in RFCs to Indicate 
Requirement Levels”, BCP 14, RFC 2119, March 1997.

[RFC4234] Crocker, D. and P. Overell, “Augmented BNF for Syntax 
Specifications: ABNF”, RFC 4234, October 2005.