JSON là gì: Định nghĩa, Cấu trúc & Ứng dụng chính

JSON, viết tắt của JavaScript Object Notation, là một định dạng dữ liệu dựa trên văn bản, có tính chất gọn nhẹ và dễ đọc bởi con người. Nó được áp dụng rộng rãi trong các ứng dụng web và API để luân chuyển dữ liệu giữa máy chủ và máy khách một cách hiệu quả. Định dạng này biểu diễn dữ liệu có cấu trúc thông qua các cặp khóa-giá trị trong đối tượng (sử dụng dấu ngoặc nhọn {}) và các danh sách có thứ tự trong mảng (sử dụng dấu ngoặc vuông []). JSON hỗ trợ các kiểu dữ liệu cơ bản như chuỗi, số, giá trị boolean và giá trị null. Nhờ tính độc lập với ngôn ngữ lập trình, JSON trở thành một định dạng phổ quát cho việc trao đổi dữ liệu trên nhiều nền tảng và ngôn ngữ khác nhau, tạo nên một nền tảng vững chắc cho sự phát triển phần mềm hiện đại.

Đặc điểm của JSON

JSON có nhiều đặc điểm giúp nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho việc trao đổi dữ liệu trong kỷ nguyên số:

• Dựa trên văn bản: Dữ liệu JSON tồn tại dưới dạng văn bản thuần túy, giúp con người dễ dàng đọc hiểu và cho phép máy móc phân tích cú pháp nhanh chóng. Điều này giảm thiểu lỗi và tăng tốc độ xử lý.
• Độc lập ngôn ngữ: Mặc dù cú pháp của nó được hình thành từ JavaScript, JSON vẫn có thể được sử dụng linh hoạt với hầu hết mọi ngôn ngữ hoặc hệ thống lập trình. Các thư viện phân tích JSON có sẵn trong nhiều ngôn ngữ như Python, Java, C#, PHP hay Ruby, giúp các nhà phát triển dễ dàng tích hợp.
• Gọn nhẹ: Đây là một định dạng đơn giản và mang lại hiệu suất cao, lý tưởng cho việc gửi dữ liệu qua mạng, chẳng hạn như giữa máy chủ web và trình duyệt. Để tối ưu hóa hơn nữa, người dùng có thể cân nhắc nén dữ liệu JSON trước khi truyền tải, đặc biệt với các ứng dụng có lượng dữ liệu lớn như các hệ thống quản lý dữ liệu khách hàng (CRM) hay các nền tảng thương mại điện tử.

Cấu trúc cơ bản và kiểu dữ liệu JSON

Hiểu rõ cấu trúc và các kiểu dữ liệu mà JSON hỗ trợ là điều kiện tiên quyết để làm việc hiệu quả với định dạng này.

Đối tượng (Objects)

Đối tượng trong JSON là tập hợp các cặp khóa-giá trị, được đặt trong dấu ngoặc nhọn {}. Các khóa là chuỗi (bắt buộc phải nằm trong dấu ngoặc kép), theo sau là dấu hai chấm :, và sau đó là giá trị tương ứng. Việc sử dụng dấu ngoặc kép cho khóa là quy tắc bắt buộc để đảm bảo tính hợp lệ của JSON.

Ví dụ:

json
{
  "ten": "Nguyen Van A",
  "tuoi": 30,
  "nghe_nghiep": "Ky su phan mem"
}

Mảng (Arrays)

Mảng trong JSON là các danh sách giá trị có thứ tự, được đặt trong dấu ngoặc vuông []. Các giá trị trong mảng có thể là bất kỳ kiểu dữ liệu nào được JSON hỗ trợ, bao gồm cả các đối tượng hoặc mảng khác, cho phép tạo ra cấu trúc dữ liệu phức tạp.

Ví dụ:

json
[
  "apple",
  "banana",
  "orange"
]

Kiểu dữ liệu

JSON hỗ trợ các kiểu dữ liệu cơ bản sau:

• Chuỗi (String): Một chuỗi ký tự được đặt trong dấu ngoặc kép. Ví dụ: "Hello World".
• Số (Number): Các số nguyên hoặc số thực. Ví dụ: 123, 3.14.
• Boolean: Giá trị logic true hoặc false.
• Null: Đại diện cho giá trị rỗng hoặc không có giá trị.
• Đối tượng (Object): Như đã mô tả ở trên, một tập hợp các cặp khóa-giá trị.
• Mảng (Array): Như đã mô tả ở trên, một danh sách các giá trị có thứ tự.

Khả năng lồng ghép các đối tượng và mảng khác vào bên trong nhau giúp JSON mô tả được các cấu trúc dữ liệu phức tạp một cách linh hoạt.

Ứng dụng phổ biến của JSON

JSON đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực công nghệ thông tin.

API Web

JSON được ứng dụng rộng rãi trong các API (Giao diện Lập trình Ứng dụng) để gửi dữ liệu từ máy chủ đến ứng dụng web hoặc ngược lại, tạo điều kiện cho giao tiếp thông suốt. Hầu hết các API hiện đại, từ API của các mạng xã hội như Facebook, X (trước đây là Twitter) cho đến các dịch vụ thanh toán trực tuyến như MoMo hay ZaloPay, đều sử dụng JSON làm định dạng trao đổi dữ liệu chính. Ví dụ, khi một ứng dụng di động gửi yêu cầu lấy danh sách sản phẩm từ một sàn thương mại điện tử tại Việt Nam như Tiki hoặc Shopee, phản hồi từ máy chủ thường là một chuỗi JSON chứa thông tin về sản phẩm, giá cả, hình ảnh, v.v.

Tệp cấu hình

Nó thường được sử dụng để thiết lập và quản lý các tệp cấu hình cho nhiều ứng dụng và dịch vụ khác nhau, giúp chuẩn hóa quy trình cài đặt. Các ứng dụng Node.js thường sử dụng tệp package.json để định nghĩa thông tin dự án và các gói phụ thuộc. Trong môi trường phát triển phần mềm, các lập trình viên tại Việt Nam cũng thường xuyên sử dụng JSON để cấu hình môi trường phát triển, kết nối cơ sở dữ liệu hoặc các thông số cho ứng dụng microservices.

Trao đổi dữ liệu

Với vai trò là một định dạng dữ liệu phổ quát, JSON đơn giản hóa quá trình trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm và nền tảng khác nhau, giảm thiểu rào cản tương thích. Chẳng hạn, một hệ thống quản lý kho hàng được phát triển bằng Java có thể dễ dàng gửi dữ liệu tồn kho dưới dạng JSON cho một ứng dụng báo cáo được viết bằng Python. Tại các công ty công nghệ lớn ở Việt Nam như FPT Software hay Viettel, việc trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống nội bộ và đối tác thường xuyên sử dụng JSON để đảm bảo tính thống nhất và khả năng tương tác. Thậm chí, nhiều cơ sở dữ liệu NoSQL như MongoDB cũng lưu trữ dữ liệu dưới định dạng tương tự JSON (BSON), cho thấy sự phổ biến của nó trong việc quản lý và truy vấn dữ liệu.

So sánh JSON với các định dạng khác

Mặc dù JSON rất phổ biến, nó không phải là định dạng trao đổi dữ liệu duy nhất. Các định dạng khác như XML (Extensible Markup Language) hay YAML (YAML Ain’t Markup Language) cũng được sử dụng.

• JSON vs. XML: XML ra đời trước JSON và cũng được sử dụng rộng rãi cho trao đổi dữ liệu. Tuy nhiên, JSON thường được xem là gọn nhẹ hơn và dễ đọc hơn đối với con người do cú pháp ít “lời” hơn. XML sử dụng các thẻ đóng mở, trong khi JSON sử dụng các ký hiệu {} và []. Với xu hướng phát triển web hiện đại, JSON đã dần thay thế XML trong nhiều trường hợp, đặc biệt là trong các API RESTful.
• JSON vs. YAML: YAML được thiết kế để dễ đọc hơn nữa, thường được sử dụng cho các tệp cấu hình. YAML sử dụng thụt lề để biểu thị cấu trúc, không cần dấu ngoặc nhọn hay dấu phẩy. Mặc dù YAML có thể dễ đọc hơn trong một số trường hợp, JSON vẫn giữ ưu thế về tính phổ biến và hỗ trợ rộng rãi trong lập trình.

Tương lai của JSON

Với sự bùng nổ của các ứng dụng web, di động và IoT (Internet of Things), nhu cầu trao đổi dữ liệu hiệu quả ngày càng tăng. JSON tiếp tục giữ vững vị trí là một trong những định dạng dữ liệu được ưa chuộng nhất nhờ tính đơn giản, hiệu quả và khả năng tương thích cao. Sự phát triển của các công nghệ như WebAssembly và GraphQL cũng tiếp tục củng cố vai trò của JSON trong việc định hình cách các ứng dụng giao tiếp với nhau. Các công ty công nghệ tại Việt Nam, từ các startup nhỏ đến các tập đoàn lớn, đều đang tận dụng JSON để xây dựng các hệ thống mạnh mẽ và có khả năng mở rộng.