데이터의 교환형식

Eugenie Seo·2023년 6월 20일

FE STUDY - CS

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🔥 JSON 이란?

JavaScript Object Notation의 약어로 데이터를 표현하는 데 사용되는 형식이다.

✅ JSON 의 특징

처음에 자바스크립트 클라이언트와 백엔드 서버 간의 통신을 위한 형식으로 개발되었기 때문에 파싱 또는 직렬화 없이도 JavaScript 프로그램에서 사용할 수 있다.
다른 프로그래밍 언어와 함께 JSON을 사용할 수 있어 다른 언어를 사용하는 시스템과의 데이터 교환에 유용하다.
텍스트 기반 형식이므로 사람과 기계가 모두 읽을 수 있다.
처리 속도가 빠른 경량 언어이다.

또한, 빠른 데이터 교환 및 웹 서비스 결과 도출을 지원하며 추가적인 코드 작업 없이도 손쉽게 파싱이 가능하기 때문에 가장 보편적인 데이터 교환 형식으로 사용되고 있다.

✅ JSON 데이터의 예시

데이터는 속성-값 쌍으로 표현되며, 값을 ','로 나열한다.

{

"Articles" :   [ 
{
 "id" : 10,
 "name" : "데이터의 교환형식", 
 "theme" : "Basic CS", 
}

{
 "id" : 9,
 "name" : "JVM이란", 
 "theme" : "JAVA", 
}

] 
}

✅ JSON의 기본 자료형

number
string : 항상 큰 따옴표(")로 묶어야 한다.
array : 대괄호[]로 나타내며 각 요소들은 쉼표(,)로 구별된다. 순서에 의미가 있다.
object : 중괄호{}로 나타내며 각 쌍들은 쉼표(,)로 구별된다. 순서는 의미가 없다.
boolean
null

✅ JSON의 단점

경량의 데이터 교환 형식이기 때문에 XML보다 빠르지만, 대용량급의 데이터 송수신에는 부적합할 수 있다.
주석이 불가하며, XML에 비해 문법 오류에 취약하다.
높은 유연성을 가져 즉석에서 필드를 추가, 제거, 업데이트할 수 있지만 안전성이 떨어진다.

✅ JSON 스키마

전송받은 JSON 데이터가 적법한 형식의 데이터인지를 확인하기 위해 적법한 JSON 데이터의 형식을 기술한 문서
다음과 같은 검증과정을 거친다.
1. 데이터의 타입이 정확한가?
2. 필수로 받아와야 하는 데이터가 포함되어 있는가?
3. 데이터가 원하는 범위 안에 있는가?
검증 키워드(validation keywords)를 사용하여 데이터에 조건을 걸 수 있다.
검증 키워드는

type : 유효한 데이터의 타입을 명시
properties : 유효한 데이터 이름과 값의 쌍들을 명시
required : 명시한 배열의 모든 요소를 프로퍼티로 가지고 있어야만 유효
minLength : 문자열의 최소 길이
maxLength: 문자열의 최대 길이

등이 있으며, 더 많은 검증키워드를 알기 위해서는 JSON Schema validation keywords 를 참고하면 된다.
메타데이터 키워드를 사용하여 스키마의 기본 정보를 나타낼 수 있다. 필수는 아니지만 스키마에 대한 정보를 남겨 사용자들의 이해를 도울 수 있다.
title : 스키마 이름
description : 스키마에 대한 정보, 설명

등이 있으며, 더 많은 키워드를 알기 위해서는 JSON Schema keywords를 참고하면 된다

사용 예시 :

{
  "$schema": "https://json-schema.org/draft/2020-12/schema",
  "$id": "https://example.com/product.schema.json",
  "title": "Product",
  "description": "A product in the catalog",
  "type": "object"
}

🔥 XML 이란?

Extensible Markup Language의 약자로 확장 가능한 마크업 언어를 나타내며, 데이터를 구조화하고 전송하는 데 사용된다.

사용자가 자신만의 태그를 정의하여 데이터를 나타낼 수 있는 유연성을 제공한다.
데이터의 구조와 의미를 명시적으로 표현하며, 특히 웹 서비스에서 데이터를 교환하기 위해 널리 사용

사용 예시 :

<note>
<to>YeonJin</to>
<from>Yujin</from>
<heading>Reminder</heading>
<body>Don't forget me!</body>
</note>

✅ XML과 JSON의 공통점

텍스트 기반 형식
: 사람과 기계 모두가 이해하기 쉽고, 편집하기 간편하며, 다양한 플랫폼과 언어에서 처리하기 용이하다
계층적 구조
: 데이터 요소들이 부모-자식 관계로 구성될 수 있어 복잡한 데이터 구조를 표현할 수 있다.
다양한 데이터 타입
: 숫자, 문자열, 배열, 객체 등 다양한 데이터 유형을 표현할 수 있다.

✅ XML과 JSON의 공통점

문법
: XML은 시작 태그와 종료 태그로 이루어진 태그 기반의 문법을 사용한다.
```
<person>Yujin</person>과 같은 형식
```
JSON은 중괄호({})와 대괄호([])로 이루어진 키-값 쌍의 집합으로 데이터를 표현한다.
```
"name": "Yujin"과 같은 형식
```
가독성: XML은 태그를 사용하고 종료 태그가 필요하기 때문에 문서의 크기가 JSON보다 크다. 상대적으로 짧은 JSON이 더 간결하고 가독성이 높다.
확장성: XML은 사용자 정의 태그를 정의하여 데이터를 나타낼 수 있는 확장성을 제공하지만, JSON은 구조를 명시적으로 표현하지 않기 때문에 XML에 비해 확장성이 상대적으로 낮다.
지원 언어: XML은 많은 프로그래밍 언어에서 내장된 지원을 제공하며 XML 파서를 사용하여 XML 데이터를 처리할 수 있다. JSON은 JavaScript 객체 표기법을 기반으로 하며, 다양한 프로그래밍 언어에서 JSON 데이터를 쉽게 처리할 수 있다.

XML과 JSON은 데이터를 표현하고 전송하는 데 사용되는 텍스트 기반 형식이지만 문법, 가독성, 확장성, 지원 언어 등에서 차이가 있다. 사용 사례와 개발 환경에 따라 선택해서 사용해야한다.

🔥 직렬화, 역직렬화란?

객체나 데이터 구조를 다른 형식으로 변환하는 과정
객체를 저장하거나 전송하기 위해 사용되며, 주로 프로그래밍에서 객체의 상태를 영속적으로 보존하거나 네트워크를 통해 객체를 전송하는 데 활용된다.

✅ 직렬화

: 객체나 데이터 구조를 일련의 바이트로 변환하는 과정

객체를 파일에 저장하거나 네트워크를 통해 전송하기 위해 사용된다.
직렬화를 통해 객체는 일련의 바이트 스트림으로 변환되어 저장 또는 전송되고, 이후에는 역직렬화를 통해 다시 객체로 복원될 수 있다.
직렬화는 다양한 프로그래밍 언어와 데이터 형식에서 지원되며, 객체를 저장하거나 전송하는 프로세스를 단순화하는 데 도움을 줍니다.

✅ 역직렬화

: 직렬화된 바이트 스트림을 원래의 객체나 데이터 구조로 변환하는 과정

직렬화된 데이터를 역직렬화하여 메모리에 객체를 복원하거나 처리하는 것이 주요 목적
직렬화된 데이터를 읽고, 데이터의 구조와 타입을 해석하여 원래의 객체나 데이터 구조를 재구성하는 과정을 통해 저장된 데이터를 다시 사용하거나 네트워크로부터 전송된 데이터를 처리할 수 있다.

✅ JSON의 직렬화와 역직렬화

JSON은 일반적으로 직렬화와 역직렬화에 사용되는 데이터 형식 중 하나

객체나 데이터 구조를 JSON 형식으로 직렬화하면, JSON 문자열로 표현된 상태로 저장하거나 전송할 수 있다. 이렇게 직렬화된 JSON은 웹 API와 같은 다양한 응용 프로그램에서 데이터 교환을 위해 사용된다.

Python 에서 직렬, 역직렬하기
: pickle 모듈을 사용
직렬화는 pickle.dump(obj, file) 메서드를 사용하여 객체를 파일에 저장하고,
역직렬화는 pickle.load(file) 메서드를 사용하여 파일에서 객체를 읽는다.
Java 에서 직렬, 역직렬하기
:Serializable 인터페이스를 구현하여 직렬화 가능한 객체를 만들고,
ObjectOutputStream 클래스를 사용하여 객체를 직렬화하고, ObjectInputStream 클래스를 사용하여 역직렬화한다.

참조 :
https://www.itworld.co.kr/news/252478#csidxf29f3199397f965ae1b2fd0d6ee4847
https://www.oracle.com/kr/database/what-is-json/#json-defined
http://www.tcpschool.com/json/json_schema_schema