JSON格式本身不支持二进制数据。二进制数据必须转义,以便可以将其放在JSON中的字符串元素中(即使用反斜杠转义的双引号中的零或多个Unicode字符)。

转义二进制数据的一个明显方法是使用Base64。然而,Base64有很高的处理开销。此外,它将3个字节扩展为4个字符,导致数据大小增加约33%。

其中一个用例是CDMI云存储API规范的0.8版草案。您可以使用JSON通过REST-Webservice创建数据对象,例如:

PUT /MyContainer/BinaryObject HTTP/1.1
Host: cloud.example.com
Accept: application/vnd.org.snia.cdmi.dataobject+json
Content-Type: application/vnd.org.snia.cdmi.dataobject+json
X-CDMI-Specification-Version: 1.0
{
    "mimetype" : "application/octet-stream",
    "metadata" : [ ],
    "value" :   "TWFuIGlzIGRpc3Rpbmd1aXNoZWQsIG5vdCBvbmx5IGJ5IGhpcyByZWFzb24sIGJ1dCBieSB0aGlz
    IHNpbmd1bGFyIHBhc3Npb24gZnJvbSBvdGhlciBhbmltYWxzLCB3aGljaCBpcyBhIGx1c3Qgb2Yg
    dGhlIG1pbmQsIHRoYXQgYnkgYSBwZXJzZXZlcmFuY2Ugb2YgZGVsaWdodCBpbiB0aGUgY29udGlu
    dWVkIGFuZCBpbmRlZmF0aWdhYmxlIGdlbmVyYXRpb24gb2Yga25vd2xlZGdlLCBleGNlZWRzIHRo
    ZSBzaG9ydCB2ZWhlbWVuY2Ugb2YgYW55IGNhcm5hbCBwbGVhc3VyZS4=",
}

是否有更好的方法和标准方法将二进制数据编码为JSON字符串?


当前回答

在讨论中加入资源和复杂性的观点。由于使用PUT/POST和PATCH来存储和修改新资源,所以应该记住,内容传输是通过发出GET操作来存储和接收的内容的精确表示。

多部分信息通常被用作救星,但出于简单的原因和更复杂的任务,我更喜欢将内容作为一个整体来提供。它是不言自明的,而且很简单。

JSON确实很麻烦,但最终JSON本身也很冗长。而且映射到BASE64的开销也很小。

正确使用Multi-Part消息,必须拆除要发送的对象,使用属性路径作为自动组合的参数名称,或者需要创建另一种协议/格式来表达有效负载。

同样喜欢BSON方法,这并不像人们所希望的那样被广泛和容易支持。

基本上,我们在这里漏掉了一些东西,但是将二进制数据嵌入为base64是很好的方法,除非您确实确定需要进行真正的二进制传输(这很少是这样的情况)。

其他回答

yEnc可能适合你:

http://en.wikipedia.org/wiki/Yenc

"yEnc is a binary-to-text encoding scheme for transferring binary files in [text]. It reduces the overhead over previous US-ASCII-based encoding methods by using an 8-bit Extended ASCII encoding method. yEnc's overhead is often (if each byte value appears approximately with the same frequency on average) as little as 1–2%, compared to 33%–40% overhead for 6-bit encoding methods like uuencode and Base64. ... By 2003 yEnc became the de facto standard encoding system for binary files on Usenet."

然而,yEnc是一种8位编码,因此将其存储在JSON字符串中与存储原始二进制数据有相同的问题-使用naïve方式意味着大约100%的展开,这比base64更糟糕。

由于您正在寻找将二进制数据硬塞进严格基于文本且非常有限的格式的能力,我认为Base64的开销与您期望使用JSON维护的便利性相比是最小的。如果需要考虑处理能力和吞吐量,那么可能需要重新考虑文件格式。

UTF-8的问题在于它不是空间利用率最高的编码。另外,一些随机二进制字节序列是无效的UTF-8编码。因此,您不能将随机二进制字节序列解释为一些UTF-8数据,因为它将是无效的UTF-8编码。这种约束对UTF-8编码的好处是,它使其健壮,并且可以定位我们开始查看的任何字节的开始和结束的多字节字符。

因此,如果在[0..]范围内对字节值进行编码。127]在UTF-8编码中只需要一个字节,编码范围为[128..]255]需要2个字节! 比这更糟。在JSON中,控制字符“和\不允许出现在字符串中。因此二进制数据需要进行一些转换才能正确编码。

我们看到的。如果我们假设在二进制数据中均匀分布随机字节值,那么平均而言,一半字节将被编码为一个字节,另一半字节将被编码为两个字节。UTF-8编码的二进制数据将是初始大小的150%。

Base64编码只增长到初始大小的133%。所以Base64编码更有效。

What about using another Base encoding ? In UTF-8, encoding the 128 ASCII values is the most space efficient. In 8 bits you can store 7 bits. So if we cut the binary data in 7 bit chunks to store them in each byte of an UTF-8 encoded string, the encoded data would grow only to 114% of the initial size. Better than Base64. Unfortunately we can't use this easy trick because JSON doesn't allow some ASCII chars. The 33 control characters of ASCII ( [0..31] and 127) and the " and \ must be excluded. This leaves us only 128-35 = 93 chars.

因此,理论上我们可以定义Base93编码,将编码的大小增加到8/log2(93) = 8*log10(2)/log10(93) = 122%。但是Base93编码不像Base64编码那么方便。Base64需要将输入字节序列切割成6位块,因此简单的逐位操作就可以很好地工作。133%比122%高不了多少。

这就是为什么我独立地得出了一个共同的结论,即Base64确实是在JSON中编码二进制数据的最佳选择。我的回答为它提供了一个理由。我同意从性能的角度来看,它不是很吸引人,但也考虑到使用JSON的好处,它的人类可读的字符串表示在所有编程语言中都很容易操作。

如果性能比较关键,则应该考虑使用纯二进制编码来替代JSON。但是对于JSON,我的结论是Base64是最好的。

(7年后编辑:谷歌Gears消失了。忽略这个答案。)


谷歌Gears团队遇到了缺少二进制数据类型的问题,并试图解决它:

Blob API JavaScript为文本字符串提供了内置的数据类型,但没有用于二进制数据的数据类型。Blob对象试图解决这个限制。

也许你可以想办法编进去。

微笑的格式

它的编码、解码和压缩非常快

速度比较(基于java,但仍有意义):https://github.com/eishay/jvm-serializers/wiki/

此外,它也是JSON的一个扩展,允许您跳过字节数组的base64编码

Smile编码的字符串可以在空间紧缺时进行gzip压缩