IT-Wissen – was ist JSON?

JSON für Einsteiger: Grundlagen und Anwendung

JSON ist ein weit verbreitetes Datenformat, das in unzähligen IT-Anwendungen zu finden ist. Mit seiner klaren Struktur und der einfachen Lesbarkeit eignet es sich ideal für den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Systemen und Programmiersprachen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Daten auf einem Webserver, in einer Desktop-Applikation oder in einem Industrie-Umfeld verarbeitet werden. JSON ist herstellerunabhängig, sodass Sie es in vielen Projekten einsetzen können. In diesem Blogbeitrag erfahren Sie, welche Eigenschaften und Vorteile JSON bietet, wie es aufgebaut ist und warum es sich so großer Beliebtheit erfreut.

Grundlagen von JSON

Wenn Sie sich fragen, was ist JSON genau, dann lässt sich diese Frage am besten mit seinem Ursprung und seiner Funktionsweise beantworten. JSON, kurz für JavaScript Object Notation, stammt zwar aus der JavaScript-Welt, ist jedoch vollkommen unabhängig von dieser Programmiersprache. Das bedeutet, Sie können JSON in praktisch jedem beliebigen Umfeld nutzen. Kernidee ist es, Daten in einer leicht verständlichen, textbasierten Form zu repräsentieren. Hierzu werden Informationen in geschweiften Klammern {} als Objekt abgelegt. Jedes Objekt besitzt sogenannte Schlüssel-Wert-Paare, bei denen Sie einen Schlüssel (beispielsweise „name“) definieren und diesem einen Wert (etwa eine Zeichenkette oder eine Zahl) zuweisen.

Der Austausch im JSON-Format erfolgt immer als in sich geschlossenes Dokument, das Sie typischerweise über eine Datei mit der Endung „.json“ speichern. Dank der Unicode-Kodierung lassen sich beliebige Zeichen verwenden, was besonders für internationale Projekte nützlich ist. Für eine schnelle Bearbeitung können Sie das JSON-Dokument in einem Texteditor öffnen, Änderungen vornehmen und wieder abspeichern. Auf diese Weise haben Sie stets einen klaren Überblick über die Datenstruktur. Die Objektorientierung im Kern macht das weit verbreitete Datenformat sehr flexibel und reduziert potenzielle Fehlerquellen beim Datenmapping enorm.

Aufbau und Struktur von JSON

Um eine solide Grundlage zu schaffen, sollten Sie die wichtigsten Strukturelemente kennen. Ein JSON-Dokument beginnt und endet stets mit geschweiften Klammern, was bedeutet, dass sämtliche Daten in Form eines Objekts gekapselt sind. Innerhalb dieser Klammern definieren Sie Schlüssel-Wert-Paare. Schlüssel und Zeichenkettenwerte müssen in Anführungszeichen stehen, während Sie bei Zahlen, Booleans (true oder false) und dem Wert null darauf verzichten. Zusätzlich können Sie verschachtelte Objekte verwenden, um komplexe Daten modeln zu können.

Ein Beispiel hierfür wäre ein Hauptobjekt, das Informationen über einen Artikel umfasst und innerhalb eines Unterobjekts weitere Angaben zu einem Auftrag enthält. Gerade für Anwendungen, die JSON automatisiert verarbeiten, ist eine präzise Struktur von entscheidender Bedeutung. Sobald eine JSON-Datei fehlerhafte Zeichen oder vergessene Kommas enthält, kann das zu Problemen beim Einlesen führen. Die strenge Syntax ist jedoch gleichzeitig der Grund, weshalb viele Programmiersprachen mit JSON gut umgehen können: Spezielle Parser übernehmen das Einlesen des Dokuments und stellen die Werte für Ihre Anwendung bereit. Auf diese Weise erleichtert das Datenformat den Datenaustausch enorm, da sich alle Beteiligten auf ein klares Format verlassen können.

Vorteile und vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Einer der größten Vorteile von JSON besteht in der einfachen Handhabung. Da es auf einer übersichtlichen Textstruktur basiert und auf klaren Regeln beruht, können Sie es mit einem gewöhnlichen Editor öffnen und bearbeiten. Selbst mit wenig Einarbeitungszeit lassen sich grundlegende JSON-Dateien erstellen und auswerten. Dadurch entsteht kaum Aufwand, um das Format in bestehende Systeme zu integrieren. Parser und Bibliotheken für JSON gibt es in fast jeder gängigen Programmiersprache – von JavaScript über Python bis hin zu Java oder C#. Mit einer Lösung wie Microsoft Visual Studio 2022 Professional können somit alle Vorteile genutzt werden.

Darüber hinaus ist JSON sehr kompakt und unterstützt verschiedene Datentypen wie Zahlen, Strings, Booleans und sogar den Wert null. Die Objektorientierung und die Unicode-Kodierung tragen ebenfalls zur Vielseitigkeit dieses Formats bei. Sie müssen weder auf ein spezielles Betriebssystem noch auf einen bestimmten Technologie-Stack Rücksicht nehmen, wenn Sie JSON einsetzen. Da jedes JSON-Dokument als eigenständiges Datenpaket fungiert, eignet es sich hervorragend für den asynchronen Datenaustausch, beispielsweise in Webanwendungen. Doch auch außerhalb der Webwelt trifft man regelmäßig auf JSON, etwa bei Konfigurationsdateien, bei Machine-Learning-Anwendungen oder in NoSQL-Datenbanken. In all diesen Fällen können Sie rasch erkennen, was ist JSON in Bezug auf Flexibilität: Es lässt sich leicht an neue Anforderungen anpassen, ohne dass eine umfangreiche Neuentwicklung erforderlich wäre.

Verbindung zu JavaScript und industrieller Einsatz

Häufig stellt sich die Frage, inwieweit JSON direkt mit JavaScript verknüpft ist. Der Name „JavaScript Object Notation“ weist zwar auf eine Beziehung hin, doch tatsächlich ist das Format sprachunabhängig. Allerdings sind in JavaScript bereits Funktionen integriert, die das Arbeiten mit JSON-Dateien sehr unkompliziert machen. Dadurch ist JSON in Webapplikationen besonders weit verbreitet. Parser in anderen Sprachen funktionieren jedoch ähnlich und ermöglichen es Ihnen, JSON auch in gänzlich anderen Umgebungen zu nutzen. So bleibt die Frage, was ist JSON in Bezug auf JavaScript, schnell beantwortet: Es ist ein eigenständiges Datenformat, das lediglich seine Wurzeln im JavaScript-Standard hat.

Im industriellen Umfeld gewinnt das Datenformat ebenfalls an Bedeutung. Moderne Maschinen kommunizieren über Netzwerkprotokolle und Webtechnologien miteinander, REST-Schnittstellen werden immer häufiger genutzt und MQTT-basierte IoT-Geräte liefern Daten im JSON-Format. Durch die zunehmende Digitalisierung und Trends wie Machine Learning oder Künstliche Intelligenz (KI) steigen die Anforderungen an eine robuste und gleichzeitig flexible Datenschnittstelle. Das Datenformat erfüllt diese Ansprüche, da es schnell zu erlernen und technisch leicht umzusetzen ist. In vielen Projekten dient es als universelle „Sprache“, die sämtliche Produktionsschritte, Systeme und Anwendungen miteinander verbindet, ohne dass umfangreiche Anpassungen an der IT-Infrastruktur erforderlich sind.

Was ist JavaScript eigentlich?

JavaScript ist eine 1995 von Netscape entwickelte Skriptsprache, die ursprünglich zur dynamischen Gestaltung von HTML-Inhalten in Webbrowsern konzipiert wurde. Sie ermöglicht die Auswertung von Benutzerinteraktionen, die Veränderung von Inhalten sowie das Nachladen oder Generieren von Daten, wodurch die Funktionalität von HTML erweitert wird. Obwohl der Name an die Programmiersprache Java erinnert, unterscheiden sich beide Sprachen grundlegend in ihren Konzepten und wurden unabhängig voneinander entwickelt.

Der Sprachkern von JavaScript ist als ECMAScript standardisiert und zeichnet sich durch dynamische Typisierung sowie objektorientierte Programmierung ohne Klassen aus. Stattdessen basiert die Vererbung auf Prototypen. Seit der Einführung von ECMAScript 6 (auch bekannt als ES6) im Jahr 2015 bietet JavaScript eine Syntax für Klassen, die der in klassenbasierten Sprachen ähnelt, jedoch weiterhin auf Prototypen basiert. Die Sprache unterstützt verschiedene Programmierparadigmen, darunter objektorientierte, prozedurale und funktionale Ansätze.

Ursprünglich für den Einsatz im Browser entwickelt, findet JavaScript heute auch Anwendung auf Servern, beispielsweise mit Node.js, sowie in Microcontrollern. Die Sprache hat zahlreiche andere Technologien beeinflusst, darunter ActionScript, Haxe, CoffeeScript, Dart und TypeScript. Dank ihrer Vielseitigkeit und ständigen Weiterentwicklung ist JavaScript zu einer der zentralen Technologien des modernen Webs geworden.