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JSON 的正確用法:Python、MongoDB、JavaScript與Ajax

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發表時間:2019-06-26 10:26

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日本韩国三级aⅴ在线观看本文主要總結編寫以來在傳遞 JSON 數據方面遇到的一些問題以及目前采用的解決方案。網站數據庫采用 MongoDB,后端是 Python,前端采用“半分離”形式的 Riot.js,所謂半分離,是說第一頁數據是通過服務器端的模板引擎直接渲染到 HTML 中,從而避免首頁兩次加載的問題,而其它動態內容則采用 Ajax 加載。整個流程中數據都是通過 JSON 格式傳遞的,但是在不同的環節中需要采用不同的方式并遇到一些不同的問題,本文主要做記錄、總結。

json

1. What is JSON?

是一種由道格拉斯·克羅克福特構想設計、輕量級的數據交換語言,它的前輩 XML 可能更早被人們所熟知。當然 JSON 并不是為了取代 XML 而存在的,只是相比于 XML 它更小巧、更適合在網頁開發中用作數據傳遞(JSON 之于 JavaScript 就像 XML 之于 Lisp)。從名字上可以看出,JSON 的格式符合 JavaScript 語言中“對象”的語法格式,除了 JavaScript 之外,很多其他語言中也具有類似的類型,例如 Python 中的字典(dict),除了編程語言之外,一些基于文檔存儲的 NoSQL 非關系型數據庫也選擇 JSON 作為其數據存儲格式,例如 MongoDB。

總的來說,JSON 定義一種標記格式,可以非常方便地在編程語言中的變量數據與字符串文本數據之間相互轉換。JSON 描述的數據結構包括以下這幾種形式:

  1. 對象:{key: value}

  2. 列表:[obj, obj,...]

  3. 字符串:"string"

  4. 數字:數字

  5. 布爾值:true/false

了解了 JSON 的基本概念之后,下面分別針對上圖中的幾個數據交互環節進行總結。

2. Python <=> MongoDB

日本韩国三级aⅴ在线观看Python 與 MongoDB 之間的交互主要由現有的驅動庫提供支持,包括 PyMongo、Motor 等,而這些驅動所提供的接口都是非常友好的,我們不需要了解任何底層的實現,只要對 Python 原生的字典類型進行操作即可:

import motor   client = motor.motor_tornado.MotorClient()   db     = client['test']user_col = db['user']   user_col.insert(dict(    name ='Yu',   is_admin =True,))

唯一需要注意的是 MongoDB 中的索引項 _id 是通過 ObjectId("572df0b78a83851d5f24e2c1") 存儲的,而對應的 Python 對象為 bson.objectid.ObjectId日本韩国三级aⅴ在线观看,因此在查詢時需要以此對象的實例進行:

from bson.objectid import ObjectId   user = db.user.find_one(dict(    _id = ObjectId("572df0b78a83851d5f24e2c1")))

3. Python <=> Ajax

前端與后端之間的數據交流比較常用的是通過 Ajax 完成,這時遇到了第一個不大不小的坑。在之前的一篇文章中,我總結了,我們知道 HTTP 傳遞過程中肯定不存在 JSON/XML ,一切都是二進制數據,但是我們可以選擇讓前端用什么樣的方式解讀這些數據,即通過設定 Header 中的 Content-Type,一般傳遞 JSON 數據時將其設定為 Content-Type: application/json日本韩国三级aⅴ在线观看,在 Tornado 最新版本中,只需要直接寫入字典類型即可:

# Handlerasyncdefpost(self):    user =await self.db.user.find_one({})   self.write(user)

于是迎來了第一個錯誤:TypeError: ObjectId('572df0b58a83851d5f24e2b1') is not JSON serializable。追溯原因,雖然 Tornado 幫我們簡化了操作,但在像 HTTP 中寫入字典類型時仍然需要經歷一次 json.dumps(user) 操作,而對于 json.dumps 來說,ObjectId日本韩国三级aⅴ在线观看 類型是非法的。于是我選擇了最直觀的解決方案:

import json   from bson.objectid import ObjectId   classJSONEncoder(json.JSONEncoder):defdefault(self, obj):if isinstance(obj, ObjectId):return str(obj)return super().default(self, obj)# Handlerasyncdefpost(self):    user =await self.db.user.find_one({})   self.write(JSONEncoder.encode(user))

這次不會再出錯了,我們自己的 JSONEncoder 可以應對 ObjectId日本韩国三级aⅴ在线观看 了,但另一個問題也出現了:

html

JSONEncoder.encode 之后字典類型被轉換成字符串,寫入 HTTP 之后 Content-Type 變為 text/html日本韩国三级aⅴ在线观看,這時前端將認為接收的數據為字符串而不是可用的 JavaScript Object。當然還有進一步的彌補方案,那就是前端再進行一次轉換:

$.post(API,{},function(res){   data = JSON.parse(res);   console.log(data._id);})

問題暫時解決了,在整個過程中 JSON 的變換是這樣的:

Python ==> json.dumps ==> HTTP   ==> JavaScript   ==> JSON.parse   dict   ==> str        ==> binary ==> string      ==> Object   

結果第二個問題來了,當數據中存在一些特殊字符時,JSON.parse 將出現錯誤:

JSON.parse("{'abs': '\n'}");// VM536:1 Uncaught SyntaxError: Unexpected token ' in JSON at position 1(…)

這就是在遇到問題是只著眼解決眼前錯誤導致后續一連串改動所帶來的弊病。我們沿著上面 JSON 變換的鏈條向上追溯,看有沒有更好的解決方案。很簡單,遵循傳統規則,出現特例的時候,改變自身適應規則,而不是改變規則

# Handlerasyncdefpost(self):    user =await self.db.user.find_one({})   user['_id']= str(user['_id'])   self.write(user)

日本韩国三级aⅴ在线观看當然,如果是多條數據的列表形式,還需要進一步改造:

# DBasyncdefget_top_users(self, n =20):    users =[]asyncfor user in self.db.user.find({}).sort('rank',-1).limit(n):    user['_id']= str(user['_id'])    users.append(user)return users

4. Python <=> HTML+Riot.js

如果上面的問題可以通過遵守規則來解決,那么接下來這個問題就是一個挑戰規則的故事。除去 Ajax 動態加載部分,網頁上的其他數據是通過后端模板引擎渲染得來的,也就是說是 Hard-coding 為 HTML 的。在瀏覽器加載并解析這個 HTML 文件之前它們只是純文本文件,而我們需要的是直接將數據塞僅 <script> 標簽在瀏覽器運行 JavaScript 時直接可用。嚴格意義上來說這并不算是 JSON 的應用,而是 Python 的 dict 與 JavaScript 的 Object日本韩国三级aⅴ在线观看 之間的直接轉換,常規的方法應該這樣寫:

# Handlerasyncdefget(self):    users = self.db.get_top_users()   render_data = dict(    users = users   )   self.render('users.html',**render_data)
<!-- HTML + Riot.js --><app></app><script>    riot.mount('app',{    users:[{%for user in users %}{ name:"{{ user['name']}}", is_admin:"{{ user['is_admin']}}"},{% end %}],})</script>

這樣寫是對的,但是要解決上面提到的 ObjectId() 問題還是需要一些額外的處理(尤其是引號問題)。另外為了解決 ObjectId 的問題我還嘗試了一種比較蠢的方法(在上面的 JSON.parse 遇到錯誤之前):

# Handlerasyncdefget(self):    users = self.db.get_top_users()   render_data = dict(    users = JSONEncoder.encode(users))   self.render('users.html',**render_data)
<!-- HTML + Riot.js --><app></app><script>    riot.mount('app',{    users: JSON.parse('{{ users }}'),})</script>

其實跟第 3 小節的問題一樣,模板引擎渲染過程與 HTTP 傳輸過程是類似的,不同的是在模板中字符串變量就是純粹的值(沒有引號),因此完全可以用生成 JavaScript 腳本文件的形式渲染變量而無需顧慮特殊字符(下面的 {% raw ... %} 是 Tornado 模板用于防止特殊符號被 HTML 編碼的語法):

<!-- HTML + Riot.js --><app></app><script>    riot.mount('app',{    users:{% raw users %}),})</script>

總結

JSON 是很好用的數據格式,但是在不同語言環境之間切換還是有很多細節問題需要注意。此外,遵循傳統規則,出現特例的時候,改變自身適應規則,而不是試圖改變規則,這一條不一定適應所有問題,但對于那些已被公認的規則,請勿輕易挑戰。
本文最初發表在,文章內容屬作者個人觀點,不代表本站立場。


文章分類: JSON
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