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JSON、XML、TOML、CSON、YAML 大比拼

我们坚持使用 web 系统可以理解或不需要太多努力就能理解的特殊格式,而且对人类可读性特别有用的格式。每个都有各自的优缺点和适当的用例场景。

作者:Linux技术来源:今日头条|2019-06-03 08:12

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我们坚持使用 web 系统可以理解或不需要太多努力就能理解的特殊格式,而且对人类可读性特别有用的格式。每个都有各自的优缺点和适当的用例场景。

-- Tim Anderson

一段超级严肃的关于样本序列化的集合、子集和超集的文字

我是一名开发者,我读代码,我写代码,我写会写代码的代码,我写会写出供其它代码读的代码的代码。这些都非常火星语,但是有其美妙之处。然而,***一点,写会写出供其它代码读的代码的代码,可以很快变得比这段文字更费解。有很多方法可以做到这一点。一种不那么复杂而且开发者社区***的方式是数据序列化。对于那些不了解我刚刚抛给你的时髦词的人,数据序列化是从一个系统获取一些信息,将其转换为其它系统可以读取的格式,然后将其传递给其它系统的过程。

虽然 数据序列化格式 多到可以埋葬哈利法塔,但它们大多分为两类:

  • 易于人类读写,
  • 易于机器读写。

很难两全其美,因为人类喜欢让我们更具表现力的松散类型和灵活格式标准,而机器倾向于被确切告知一切事情而没有二义性和细节缺失,并且认为“严格规范”才是它们***的口味。

由于我是一名 web 开发者,而且我们是一个创建网站的机构,我们将坚持使用 web 系统可以理解或不需要太多努力就能理解的特殊格式,而且对人类可读性特别有用的格式:XML、JSON、TOML、CSON 以及 YAML。每个都有各自的优缺点和适当的用例场景。

事实***

回到互联网的早期, 一些非常聪明的家伙 决定整合一种让每个系统都能理解的标准语言,并创造性地将其命名为 标准通用标记语言(Standard Generalized Markup Language)(简称 SGML)。SGML 非常灵活,发布者也很好地定义了它。它成为了 XML、SVG 和 HTML 等语言之父。所有这三个都符合 SGML 规范,可是它们都是规则更严格、灵活性更少的子集。

最终,人们开始看到非常小、简洁、易读且易于生成的数据的好处,这些数据可以在系统之间以编程的方式共享,而开销很小。大约在那个时候,JSON 诞生了并且能够满足所有的需求。而另一方面,其它语言也开始出现以处理更多的专业用例,如 CSON,TOML 和 YAML。

XML:不行了

原本,XML 语言非常灵活且易于编写,但它的缺点是冗长,人类难以阅读、计算机非常难以读取,并且有很多语法对于传达信息并不是完全必要的。

今天,它在 web 上的数据序列化的用途已经消失了。除非你在编写 HTML 或者 SVG,否则你不太能在许多其它地方看到 XML。一些过时的系统今天仍在使用它,但是用它传递数据往往太重了。

我已经可以听到 XML 老爷爷开始在它们的石碑上乱写为什么 XML 是了不起的,所以我将提供一个小小的补充:XML 可以很容易地由系统和人读写。然而,真的,我的意思是荒谬的,很难创建一个可以规范的读取它的系统。这是一个简单美观的 XML 示例:

  1. <book id="bk101"
  2. <author>Gambardella, Matthew</author> 
  3. <title>XML Developer's Guide</title> 
  4. <genre>Computer</genre> 
  5. <price>44.95</price> 
  6. <publish_date>2000-10-01</publish_date> 
  7. <description>An in-depth look at creating applications 
  8. with XML.</description> 
  9. </book> 

太棒了。易于阅读、理解、写入,也容易编码一个可以读写它的系统。但请考虑这个例子:

  1. <!DOCTYPE r [ <!ENTITY y "a]>b"> ]> 
  2. <r> 
  3. <a b="&y;>" /> 
  4. <![CDATA[[a>b <a>b <a]]> 
  5. <?x <a> <!-- <b> ?> c --> d 
  6. </r> 

这上面是 100% 有效的 XML。几乎不可能阅读、理解或推理。编写可以使用和理解这个的代码将花费至少 36 根头发和 248 磅咖啡渣。我们没有那么多时间或咖啡,而且我们大多数老程序员们现在都是秃头。所以,让它活在我们的记忆里,就像 css hacks 、 IE 6 浏览器 和 真空管 一样好了。

JSON:并列聚会

好吧,我们都同意,XML = 差劲。那么,好的替代品是什么? JavaScript 对象表示法(JavaScript Object Notation),简称 JSON。JSON(读起来像 Jason 这个名字) 是 Brendan Eich 发明的,并且得到了伟大而强力的 JavaScript 意见*** Douglas Crockford 的推广。它现在几乎用在任何地方。这种格式很容易由人和机器编写,按规范中的严格规则 解析 也相当容易,并且灵活 —— 允许深层嵌套数据,支持所有的原始数据类型,及将集合解释为数组或对象。JSON 成为了将数据从一个系统传输到另一个系统的事实标准。几乎所有语言都有内置读写它的功能。

JSON语法很简单。方括号表示数组,花括号表示记录,由冒号分隔的两个值分别表示属性或“键”(在左边)、值(在右边)。所有键必须用双引号括起来:

  1. "books": [ 
  2. "id""bk102"
  3. "author""Crockford, Douglas"
  4. "title""JavaScript: The Good Parts"
  5. "genre""Computer"
  6. "price": 29.99, 
  7. "publish_date""2008-05-01"
  8. "description""Unearthing the Excellence in JavaScript" 

这对你来说应该是完全有意义的。它简洁明了,并且从 XML 中删除了大量额外废话,并传达相同数量的信息。JSON 现在是王道,本文剩下的部分会介绍其它语言格式,这些格式只不过是 JSON 的简化版,尝试让其更简洁或对人类更易读,可结构还是非常相似的。

TOML: 缩短到彻底的利他主义

TOML( Tom 的显而易见的最小化语言(Tom’s Obvious, Minimal Language))允许以相当快捷、简洁的方式定义深层嵌套的数据结构。名字中的 Tom 是指*** Tom Preston Werner ,他是一位活跃于我们行业的创造者和软件开发人员。与 JSON 相比,语法有点尴尬,更类似 ini 文件 。这不是一个糟糕的语法,但是需要一些时间适应。

  1. [[books]] 
  2. id = 'bk101' 
  3. author = 'Crockford, Douglas' 
  4. title = 'JavaScript: The Good Parts' 
  5. genre = 'Computer' 
  6. price = 29.99 
  7. publish_date = 2008-05-01T00:00:00+00:00 
  8. description = 'Unearthing the Excellence in JavaScript' 

TOML 中集成了一些很棒的功能,例如多行字符串、保留字符的自动转义、日期、时间、整数、浮点数、科学记数法和“表扩展”等数据类型。***一点是特别的,是 TOML 如此简洁的原因:

  1. [a.b.c] 
  2. d = 'Hello' 
  3. e = 'World' 

以上扩展到以下内容:

  1. "a": { 
  2. "b": { 
  3. "c": { 
  4. "d""Hello" 
  5. "e""World" 

使用 TOML,你可以肯定在时间和文件长度上会节省不少。很少有系统使用它或非常类似的东西作为配置,这是它***的缺点。根本没有很多语言或库可以用来解释 TOML。

CSON: 特定系统所包含的简单样本

首先,有两个 CSON 规范。 一个代表 CoffeeScript Object Notation,另一个代表 Cursive Script Object Notation。后者不经常使用,所以我们不会关注它。我们只关注 CoffeeScript。

CSON 需要一点介绍。首先,我们来谈谈 CoffeeScript。 CoffeeScript 是一种通过运行编译器生成 JavaScript 的语言。它允许你以更加简洁的语法编写 JavaScript 并 转译 成实际的 JavaScript,然后你可以在你的 web 应用程序中使用它。CoffeeScript 通过删除 JavaScript 中必需的许多额外语法,使编写 JavaScript 变得更容易。CoffeeScript 摆脱的一个大问题是花括号 —— 不需要它们。同样,CSON 是没有大括号的 JSON。它依赖于缩进来确定数据的层次结构。CSON 非常易于读写,并且通常比 JSON 需要更少的代码行,因为没有括号。

CSON 还提供一些 JSON 不提供的额外细节。多行字符串非常容易编写,你可以通过使用 # 符号开始一行来输入 注释 ,并且不需要用逗号分隔键值对。

  1. books: [ 
  2. id: 'bk102' 
  3. author: 'Crockford, Douglas' 
  4. title: 'JavaScript: The Good Parts' 
  5. genre: 'Computer' 
  6. price: 29.99 
  7. publish_date: '2008-05-01' 
  8. description: 'Unearthing the Excellence in JavaScript' 

这是 CSON 的大问题。它是 CoffeScript 对象表示法(CoffeeScript Object Notation)。也就是说你要用 CoffeeScript 解析/标记化/lex/转译或其它方式来使用 CSON。CoffeeScript 是读取数据的系统。如果数据序列化的目的是允许数据从一个系统传递到另一个系统,这里我们有一个只能由单个系统读取的数据序列化格式,这使得它与防火火柴、防水海绵或者叉匙恼人的脆弱叉子部分一样有用。

如果这种格式被其它系统也采用,那它在开发者世界中可能非常有用。但到目前为止这基本上没有发生,所以在 PHP 或 JAVA 等替代语言中使用它是不行的。

YAML:年轻人的呼喊

开发人员感到高兴,因为 YAML 来自 一个 Python 的贡献者 。YAML 具有与 CSON 相同的功能集和类似的语法,有一系列新功能,以及几乎所有 web 编程语言都可用的解析器。它还有一些额外的功能,如循环引用、软包装、多行键、类型转换标签、二进制数据、对象合并和 集合映射 。它具有非常好的可读性和可写性,并且是 JSON 的超集,因此你可以在 YAML 中使用完全合格的 JSON 语法并且一切正常工作。你几乎不需要引号,它可以解释大多数基本数据类型(字符串、整数、浮点数、布尔值等)。

  1. books: 
  2. - id: bk102 
  3. author: Crockford, Douglas 
  4. title: 'JavaScript: The Good Parts' 
  5. genre: Computer 
  6. price: 29.99 
  7. publish_date: !!str 2008-05-01 
  8. description: Unearthing the Excellence in JavaScript 

业界的年轻人正在迅速采用 YAML 作为他们***的数据序列化和系统配置格式。他们这样做很机智。YAML 具有像 CSON 一样简洁的所有好处,以及与 JSON 一样的数据类型解释的所有功能。YAML 像加拿大人容易相处一样容易阅读。

YAML 有两个问题,对我而言,***个是大问题。在撰写本文时,YAML 解析器尚未内置于多种语言,因此你需要使用第三方库或扩展来为你选择的语言解析 .yaml 文件。这不是什么大问题,可似乎大多数为 YAML 创建解析器的开发人员都选择随机将“附加功能”放入解析器中。有些允许 标记化 ,有些允许 链引用 ,有些甚至允许内联计算。这一切都很好(某种意义上),只是这些功能都不是规范的一部分,因此很难在其他语言的其他解析器中找到。这导致系统限定,你最终遇到了与 CSON 相同的问题。如果你使用仅在一个解析器中找到的功能,则其他解析器将无法解释输入。大多数这些功能都是无意义的,不属于数据集,而是属于你的应用程序逻辑,因此***简单地忽略它们和编写符合规范的 YAML。

第二个问题是很少有解析器完全实现规范。所有的基本要素都有,但是很难找到一些更复杂和更新的东西,比如软包装、文档标记和***语言的循环引用。我还没有看到对这些东西的刚需,所以希望它们不让你很失望。考虑到上述情况,我倾向于保持 1.1 规范 中呈现的更成熟的功能集,而避免在 1.2 规范 中找到的新东西。然而,编程是一个不断发展的怪兽,所以当你读完这篇文章时,你或许就可以使用 1.2 规范了。

最终哲学

这是***一段话。每个序列化语言都应该以个案标准的方式评价。当涉及机器的可读性时,有些 无出其右(the bee’s knees)。对于人类可读性,有些 名至实归(the cat’s meow),有些只是 金玉其外(gilded turds)。以下是最终细分:如果你要编写供其他代码阅读的代码,请使用 YAML。如果你正在编写能写出供其他代码读取的代码的代码,请使用 JSON。***,如果你正在编写将代码转译为供其他代码读取的代码的代码,请重新考虑你的人生选择。

【编辑推荐】

  1. JSON、XML、TOML、CSON、YAML大比拼
  2. JSON是什么?它能带来什么?它和XML比较?
  3. 常见Serialize技术探秘(XML、JSON、JDBC byte编码、Protobuf)
  4. JSON 库之性能比较:JSON.simple VS GSON VS Jackson VS JSONP
  5. Python大神都是这样处理XML文件的!
【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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