JSON và XML: Các Sự Khác Biệt Chính, Điểm Mạnh, và Trường Hợp Sử Dụng

API Scraping không phiền phức trả về dữ liệu web có cấu trúc ở định dạng JSON hoặc CSV, làm cho JSON trở thành điểm tham chiếu tự nhiên phía ứng dụng khi so sánh JSON với XML.

Sự Khác Biệt Giữa JSON và XML Là Gì?

JSON và XML là các định dạng văn bản đại diện cho thông tin có cấu trúc, nhưng chúng mô tả thông tin đó theo những cách khác nhau. JSON mô hình hóa giá trị thông qua đối tượng, mảng, chuỗi, số, boolean và null. XML mô hình hóa một tài liệu dưới hình thức một cây các phần tử có thể chứa thuộc tính, văn bản, các phần tử con, nhận xét và hướng dẫn xử lý. Sự phân biệt đó quan trọng hơn cả dấu câu: JSON bắt đầu từ dữ liệu ứng dụng, trong khi XML có thể đại diện cho cả bản ghi dữ liệu và tài liệu có cấu trúc phong phú.

Ngữ pháp JSON chính thức được thiết kế intentionally nhỏ. RFC 8259 định nghĩa các đối tượng JSON, mảng, số, chuỗi, boolean và null, cùng với các quy tắc tương tác cho văn bản JSON được trao đổi. XML có một mô hình tài liệu rộng hơn. Thông số kỹ thuật XML W3C xác định các phần tử, thuộc tính, thực thể, dữ liệu ký tự, khai báo tài liệu và các ràng buộc về tính hợp lệ.

Đối với một phản hồi REST điển hình chứa sản phẩm, người dùng hoặc kết quả tìm kiếm, JSON thường tạo ra một đại diện trực tiếp mà mã ứng dụng có thể phân tích thành từ điển, bản đồ, mảng hoặc cấu trúc. XML trở nên hấp dẫn khi hợp đồng cần tên qualified từ nhiều từ vựng, văn bản có thứ tự với đánh dấu inline, hoặc khả năng tương thích với các hệ thống được xây dựng xung quanh các sơ đồ và chuyển đổi XML.

Sự khác biệt giữa các Mô hình Dữ liệu

JSON có một mô hình giá trị. Một đối tượng chứa các thành viên được đặt tên, và một mảng chứa các giá trị có thứ tự. Thứ tự thành viên của đối tượng không nên mang ý nghĩa kinh doanh vì người tiêu dùng có thể hiển thị các thành viên của đối tượng theo một thứ tự khác. Các mảng được sắp xếp một cách rõ ràng. Một thuộc tính JSON không thể phân biệt trực tiếp giữa nội dung văn bản và thuộc tính vì JSON không có khái niệm thuộc tính; một ứng dụng phải tạo ra quy ước riêng của mình.

XML có một mô hình nút. Một phần tử có một tên, có thể mang thuộc tính, có thể chứa văn bản và có thể chứa trẻ em. Chuỗi các nút con có ý nghĩa, điều này cho phép XML biểu diễn một đoạn văn chứa nhấn mạnh theo chiều ngang, liên kết, trích dẫn, và các phần tử miền nhúng mà không làm phẳng văn bản thành một quy ước trường cụ thể cho ứng dụng. Không gian tên cho phép hai từ vựng sử dụng cùng một tên phần tử cục bộ mà không xảy ra va chạm.

Cú pháp JSON và XML Bên Cạnh

Một bản ghi JSON

Đối tượng JSON này đại diện cho một mặt hàng trong danh mục với một nhà cung cấp lồng ghép và một mảng thẻ:

{
  "id": "A-104",
  "name": "Desk Lamp",
  "available": true,
  "supplier": { "country": "DE", "name": "Nordlicht" },
  "tags": ["lighting", "desk"]
}

Các tên thuộc tính mang nhãn trường, và các literal JSON giữ nguyên các giá trị boolean và null. Bộ phân tích cú pháp không cần một quy ước riêng để phân biệt. true từ chuỗi "true".

Ghi chép XML Tương đương

Một đại diện XML có thể đặt định danh trong một thuộc tính và biểu diễn các giá trị còn lại dưới dạng các phần tử:

<item id="A-104" available="true">
  <name>Desk Lamp</name>
  <supplier country="DE">Nordlicht</supplier>
  <tags>
    <tag>lighting</tag>
    <tag>desk</tag>
  </tags>
</item>

Phiên bản XML dài hơn, nhưng nó có thể đính kèm siêu dữ liệu thông qua các thuộc tính và có thể mở rộng tài liệu với các phần tử được xác định theo không gian tên. Không có một lược đồ, văn bản true là nội dung từ vựng; một ứng dụng hoặc lược đồ quyết định xem có nên diễn giải nó như một giá trị boolean hay không.

Bảng so sánh JSON và XML

Lựa chọn Lược đồ và Xác thực

Một bộ phân tích chỉ chứng minh rằng một payload tuân theo cú pháp định dạng. Nó không chứng minh rằng tổng đơn hàng là không âm, rằng mã quốc gia thuộc về một tập hợp được chấp thuận, hoặc rằng một định danh bắt buộc tồn tại. Đó là các quy tắc hợp đồng.

JSON Schema có thể định nghĩa các thuộc tính bắt buộc, loại được phép, giới hạn số, mẫu chuỗi, ràng buộc mảng và các subschema có thể tái sử dụng. Nó hoạt động tốt khi các nhà sản xuất và người tiêu dùng API đã nghĩ bằng các giá trị JSON. Một schema cũng có thể tài liệu hóa các trường tùy chọn và kiểm soát xem các thuộc tính không rõ ràng có được chấp nhận hay không, điều này rất quan trọng trong quá trình phát triển API.

Định nghĩa Lược đồ XML có thể xác định thứ tự phần tử, thuộc tính, loại đơn giản và phức tạp, giới hạn xảy ra, và cấu trúc nhận thức không gian tên. RELAX NG cung cấp một cách tiếp cận khác tập trung vào ngữ pháp, trong khi Schematron có thể biểu thức các khẳng định phụ thuộc vào mối quan hệ bên trong tài liệu. Các dự án XML thường kết hợp xác thực cấu trúc với xác thực quy tắc kinh doanh thay vì buộc mọi quy tắc vào một ngôn ngữ lược đồ.

Cả hai hệ sinh thái cần kỷ luật phiên bản. Việc thêm một trường hoặc phần tử tùy chọn thường dễ dàng hơn cho người tiêu dùng so với việc đổi tên một phần tử hiện có. Nhà sản xuất nên tài liệu hóa xem các thành viên hoặc phần tử không xác định có cần bị bỏ qua, giữ lại hay từ chối không. Người tiêu dùng nên tránh coi mọi bổ sung không được công nhận là nghiêm trọng trừ khi hợp đồng yêu cầu xác thực thế giới đóng.

Sự khác biệt về bảo mật mà bạn cần chú ý

Các trình phân tích JSON có bề mặt tính năng nhỏ hơn, nhưng đầu vào JSON vẫn yêu cầu giới hạn kích thước, giới hạn lồng ghép, giới hạn số và kiểm tra lược đồ. Các giá trị lồng ghép sâu có thể tiêu tốn bộ nhớ hoặc không gian ngăn xếp. Các tên đối tượng trùng lặp cũng có thể tạo ra hành vi không nhất quán vì các thư viện có thể giữ lại giá trị đầu tiên, giữ giá trị cuối cùng hoặc tiết lộ mọi trường hợp xuất hiện.

Các bộ phân tích XML yêu cầu phải được tăng cường một cách rõ ràng vì các tính năng như thực thể bên ngoài và khai báo kiểu tài liệu có thể gây ra việc đọc tệp không mong muốn, truy cập mạng hoặc tiêu thụ tài nguyên. Hướng dẫn phòng ngừa Thực thể bên ngoài XML của OWASP khuyên tắt các tính năng phân tích cú pháp nguy hiểm mà ứng dụng không cần. Các giá trị mặc định an toàn khác nhau tùy theo bộ phân tích cú pháp và phiên bản, vì vậy ứng dụng phải cấu hình và kiểm tra thư viện chính xác mà nó triển khai.

Lựa chọn định dạng không thay thế quy định hoặc mã hóa đầu ra. Một payload JSON hoặc XML hợp lệ vẫn có thể chứa chuỗi không đáng tin cậy. Các ứng dụng phải xác thực giá trị miền và mã hóa dữ liệu đúng cách khi đưa vào HTML, SQL, lệnh shell, đường dẫn tệp, hoặc nhật ký.

Hiệu suất, Kích thước và Truyền phát

JSON thường sử dụng ít byte hơn cho dữ liệu có hình dạng bản ghi vì tên thuộc tính chỉ xuất hiện một lần cho mỗi thành viên và không có thẻ đóng. XML có thể lặp lại tên phần tử trong thẻ bắt đầu và thẻ kết thúc. Quan sát đó là hữu ích, nhưng nó không phải là một tiêu chuẩn phổ quát. Nén loại bỏ nhiều chi phí do lặp lại tên, và một đại diện XML sử dụng thuộc tính có thể gần về kích thước với JSON hơn là một thiết kế phần tử lồng ghép nặng.

Tốc độ phân tích phụ thuộc vào thư viện, ngôn ngữ, cài đặt xác thực, phân bổ bộ nhớ và hình dạng dữ liệu. Một bộ phân tích XML streaming có thể xử lý một tài liệu lớn mà không cần xây dựng toàn bộ cây trong bộ nhớ. Các thư viện JSON cũng hỗ trợ phân tích dựa trên sự kiện hoặc phân tích gia tăng, mặc dù nhiều ví dụ ứng dụng tải toàn bộ giá trị trước. Thang đo chính xác đo lường chính xác payload, bộ phân tích, kiểm tra lược đồ, nén, và chuyển đổi downstream được sử dụng trong sản xuất.

XML có các API truyền dữ liệu rõ ràng như SAX và các bộ phân tích kéo. Các luồng JSON cần một quy tắc định dạng bởi vì các giá trị JSON kết hợp là không rõ ràng. Các hệ thống thường đóng gói các bản ghi trong một mảng, sử dụng tiền tố độ dài, hoặc áp dụng JSON phân cách bằng dòng mới khi mỗi bản ghi có thể nằm trên một dòng vật lý.

Nơi mỗi định dạng phù hợp

Cách Chọn Giữa JSON và XML

Chọn JSON khi payload tự nhiên là một đồ thị đối tượng, các người tiêu dùng chính là mã ứng dụng, và việc truyền tải web ngắn gọn là quan trọng. JSON cũng là một lựa chọn mặc định tốt khi nhóm muốn có một ngữ pháp nhỏ và hỗ trợ rộng rãi trên các công cụ frontend và backend.

Chọn XML khi payload là một tài liệu thay vì một bản ghi, khi một vài từ vựng cần không gian tên, khi nội dung hỗn hợp phải tồn tại mà không cần một ánh xạ giả, hoặc khi một hợp đồng đối tác đã thiết lập phụ thuộc vào các sơ đồ XML và biến đổi. Thay thế một hợp đồng XML trưởng thành bằng JSON chỉ để giảm dấu câu có thể tạo ra nhiều công việc di cư hơn là giá trị.

Nếu tùy chọn nào có thể đại diện cho dữ liệu, hãy đánh giá hệ thống xung quanh: các trình xác thực có sẵn, công cụ gỡ lỗi, nhu cầu phát trực tuyến, yêu cầu của đối tác, báo cáo lỗi và quản lý sơ đồ dài hạn. Một định dạng là một lớp của hợp đồng. Các quy tắc đặt tên, chính sách tương thích, giới hạn bảo mật, và quyền sở hữu xác định xem sự trao đổi có giữ được độ tin cậy hay không.

Chuyển đổi giữa JSON và XML

Chuyển đổi cơ học chỉ đơn giản cho một tập con hạn chế. Một đối tượng JSON có thể ánh xạ đến một phần tử XML với các phần tử con cho các thuộc tính, và các mảng có thể ánh xạ đến các phần tử con lặp lại. Việc ánh xạ ngược cần quy tắc cho các thuộc tính, phần tử lặp lại, không gian tên, nút văn bản và phần tử rỗng. Nếu không có những quy tắc đó, hai bộ chuyển đổi có thể tạo ra JSON khác nhau từ cùng một XML.

Định nghĩa ánh xạ như một phần của hợp đồng giao diện. Nêu rõ liệu thuộc tính có trở thành các thuộc tính có tiền tố hay không, liệu một phần tử lặp đơn có trở thành một số học hay một mảng với một phần tử hay không, cách không gian tên được biểu diễn, và cách số và boolean được suy ra. Bảo vệ tài liệu gốc khi yêu cầu pháp lý hoặc kiểm toán yêu cầu độ chính xác tuyệt đối; một đối tượng đã chuyển đổi có thể bảo lưu giá trị trong khi mất đi các chi tiết từ vựng như bình luận, tiền tố, tham chiếu thực thể, và khoảng trắng.

Kết luận

JSON và XML có những điểm trùng lặp, nhưng chúng không phải là các nhãn có thể hoán đổi cho nhau cho văn bản có cấu trúc. JSON cung cấp cho các nhà phát triển ứng dụng một mô hình giá trị ngắn gọn phù hợp với các API và đối tượng phần mềm. XML cung cấp cho các hệ thống tài liệu một mô hình nút phong phú hơn với nội dung hỗn hợp, thuộc tính, không gian tên, và các công cụ xác thực và chuyển đổi trưởng thành. Lựa chọn thực tế theo mô hình dữ liệu, công cụ xung quanh, và nghĩa vụ tương thích - không phải là một tuyên bố chung rằng một định dạng đã thay thế định dạng khác.