嵌入式全栈开发学习笔记---Linux常用库(json)

入门级问题

为什么使用json?

什么是json?

json-c库

json源码

安装方法

json-c API

Json类型

C-API

将一个字符串转换成符合json格式的字符串(json对象)

定义一个字符串数组

定义一个json_object结构体指针

把一个字符串转换成一个json对象

将转换成json对象的字符串的地址给结构体指针

组合json格式的json对象

第一步，创建空json对象

第二步，往空的json对象中填键值对

第三步，将C字符串转换成json字符串格式的对象

第四步，将整数转换成json格式的对象

解析json对象

第一步，根据键名，从json对象获取对应数据的json对象

第二步，根据数据类型，将数据对应的json对象转化为对应类型的数据

json数组

创建json数组对象

往数组里面填充元素

把数组对象嵌套到json对象中

从对象中把数组对象中每一个元素对象解析出来

Json-C/S架构json数据传输

目前我们学习完了Linux系统编程和网络编程，现在开始学习linux常用库！

json是一个非常常用的一种库，它跟语言是没有关系的，不仅仅是在C语言里面，很多语言里面多可以用，它是一种数据包的格式。

入门级问题

为什么使用json?

以QQ注册的场景为例。

当我们注册QQ的时候，我们需要输入很多信息，比如账号，密码还有一些以防之后忘记密码需要找回密码时所需的邮箱账号，或者密保问题等等，这些信息有将放在一个结构体里面，注册成功后，我们登录的时候，就只需要用到账号和密码，那么之前注册的结构体里的其他成员就用不上了，为了节约内存空间只好又重新创建一个登录时用的结构体，这个结构体只放账号和密码，但是这样如果每次一个任务都要重开一个结构体，就太麻烦了。

如果不开新的结构体，之后什么信息都往注册时用的结构体里面添加，这个结构体的体量会变得越来越大，在执行不同的任务时，有可能结构体里面的很多成员是用不上的，这样很浪费资源。

json就是为了解决以上这些问题的。Json不像结构体一旦创建，里面的成员就固定了，Json的格式是灵活的。这就是我们在Linux开发里面为什么要使用json的原因，尤其是在CS架构里面，在客户端和服务器进行交互数据的时候，json比结构体更加实用。

什么是json?

JSON（JavaScript Object Notation, JS对象简谱）是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。

json其实就是一个键值对

一些合法的Json实例：

{“name”: ”Jack”, ”sex” : ”male”}

{“name”: ”Jack”, ”age” : 18, ”address”: {“country”: “china”, “zip-code”: “10000”}} //json嵌套

{“a”: 1, “b”: [1, 2, 3]}

以上比如“name”: ”Jack”就是一个json对象，也就是一个键值对，json允许没有“键”，只有“值”，也就是说只有”Jack”，没有“name”也是可以的。不同的json对象用逗号隔开。一个Json对象内部是用冒号：隔开的，json里面嵌套对象用花括号{ }隔开。

json里面无论是字符串还是字符都是用双引号，没有单引号。

json-c库

json支持很多种语言

json-c 库中是在嵌入式开发中常用的库。因为很多地方都以json数据数据交互协议，尤其嵌入式web数据交互时通常会用到json格式， 因此如果需要在产品端进行json数据解析， json-c 是一个比较不错的选择。

以智能家居的智能开关为例，智能开关和普通的开关相比，它的特别之处在于可以通过手机来控制开/关。手机先把数据发给服务器，服务器再把数据发送到开关上面，开关作为一个嵌入式产品，它要跟服务器不停地进行数据的交互。在嵌入式端我们用到json-c，因为嵌入式端一般都是用C语言来写的，所以需要移植json-c库

json源码

链接：https://pan.baidu.com/s/19LJNLTYj--yKWfoYUjt83g

提取码：asn5

安装方法

把上面源码拉到虚拟机上的一个文件夹下，随便一个文件夹都行，路径不指定。然后执行这四句命令就安装成功了。

./autogen.sh

./configure

make

make install

json-c API

Json类型

安装好Json-c之后可以在这个头文件中找到json的类型

支持的对象类型在这个枚举里面

我们常用的就是这个json对象（含有键值对的json对象）

比如这就是一个object类型，

如果只有值，没有键，也可以作为一个json对象，只不过这个json的类型是这个，也就是字符串类型的

还有int，也可以作为json的类型

比如这个json对象的类型就是int，

还有array数组类型

比如

C-API

接下来测试一下将一个字符串转换成符合json格式的json对象

将一个字符串转换成符合json格式的字符串(json对象)

定义一个字符串数组

先定义一个字符串数组

注意，{ }里面的双引号前都要加上转义字符\

定义一个json_object结构体指针

然后要定义一个json_object结构体指针

这个结构体的原型可以在json_object_private.h这个头文件中找到

用这个结构体可以表示一个json对象。

把一个字符串转换成一个json对象

把一个字符串转换成一个json对象，我们需要用到这个函数

参数就是要转换成json对象的字符串

将转换成json对象的字符串的地址给结构体指针

注意我们要包含一个头文件：#include <json-c/json.h>，这个头文件间接包含了其他头文件

编译的时候要加上-ljson-c，因为这个库是我们自己装的，是个外来库。

注意：如果以上编译错误就把头文件#include <json-c/json.h>改成#include <json/json.h>，另外再加上#include <stdlib.h> （int64_t这个类型编译器没有识别。这个类型在stdlib.h头文件里面有定义，所以只要在第一行，#include <stdlib.h>就行，这行代码一定要放在json.h的前面），并且编译的时候加上-ljson。

接下来把json对象转换成json格式的字符串输出

用到这个函数：

参数就是Json对象

注意：此时编译运行后如果出现这个错误

就执行这些操作：

先输入命令：find /usr -name "libjson.so.0"

回车后得到一个路径，则复制路径，然后输入：cp 得到的路径 /lib

回车后再编译运行就没问题了

接下来我们来学习自己组合json格式的json对象

组合json格式的json对象

第一步，创建空json对象

用到这个函数

第二步，往空的json对象中填键值对

要用到这个函数

这个函数可以在json_oject.h这个头文件里找到详细解释

第一个参数是json对象，第二个参数是“键”，第三个参数是“值”。

第三步，将C字符串转换成json字符串格式的对象

但是我们前面说过一个json对象可以没有键，只有值，所以一个值就是一个json对象，因此第三个参数不是直接填上字符串类型的值就行了，还得把这个值先转换成json对象，此时要用到这个函数：

然后我们继续添加键和值

第四步，将整数转换成json格式的对象

如果值是int类型的数值，我们就需要用到这个函数来讲整型转换成对象

这样我们就完成了键值对的添加

最后可以打印出来看看对不对

编译运行

接下来学习解析，比如客户端通过socket将json对象发给了服务器，服务器收到这个object就要进行解析

解析json对象

我们刚刚添加的这个，里面每一对都是一个json对象

我们解析要做的事情就是把里面每一对都提取出来

比如我们根据”name”从json对象{ "name": "jack", "age": 11, "sex": "male" }中获取”jack”这个json对象，然后再将”jack”这个json对象转换成字符串输出就行了。

第一步，根据键名，从json对象获取对应数据的json对象

需要用到这个函数：

网上很多人会用这个函数

但是现在都推荐使用这个函数json_object_object_get_ex()

它的第一个参数是从哪个json对象里解析，第二个参数是“键”，第二个参数是存放了解析出来的Json对象的地址的指针的地址（二级指针）

但是由于虚拟机上只有json_object_object_get这个，所以这里我的代码就直接使用了json_object_object_get这个，它的第一个参数是json对象，第二个参数是键，返回值是解析出来的json对象（值）

第二步，根据数据类型，将数据对应的json对象转化为对应类型的数据

要先获取对象类型

获取对象类型需要用到这个函数：

返回值是这个枚举类型：

参数是json对象

然后我们对这个函数的返回值进行判断

如果在已经知道json对象的类型，我们可以不用获取类型和判断了，直接解析和调用对应的函数打印出来就行。

运行结果：

这就是我们解析出来的json对象

接下来学习json数组

json数组

创建json数组对象

需要用到这个函数

往数组里面填充元素

第一个参数是刚刚创建的数组对象，第二个参数是值（要转换成对象）

把数组对象嵌套到json对象中

数组在json对象类型中也是一个数组，所以就不需要转换了，直接把数组名（即数组的地址）传给json_object_object_add函数就可以了

运行结果

接下来就从这个obj这个对象中把数组对象中每一个元素对象解析出来

从对象中把数组对象中每一个元素对象解析出来

解析的时候我们需要用到这个函数获取Json数组的长度

参数是一个json对象

json数组对象里面的每一个元素也是一个单独的json对象，我们可以通过下标来获取这些元素对象，要用到这个函数

第一个参数是解析出来的数组对象，第二个参数是要获取的元素对象的下标

运行结果

这就是我们解析出来的数组对象里的每个元素对象

Json-C/S架构json数据传输

接下来我们来模拟一下客户端向服务器发送json格式的数据的过程

代码演示：

这里我们要用到之前我们写的TCP服务器的代码

在客户端的代码中，在发送数据之前先搞好json对象，然后再发送给服务器

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>//inet_addr的头文件
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>//close的头文件
#include <stdlib.h>
#include <json/json.h>


int main()
{
	//创建socket
	int sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
	if(-1==sockfd)
	{
		perror("socket");
		exit(1);
	}

	//发送连接请求
	struct sockaddr_in server_info;//保存服务器的信息
	bzero(&server_info,sizeof(server_info));
	server_info.sin_family=PF_INET;
	server_info.sin_port=htons(7000);
	server_info.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.163");
	if(connect(sockfd,(struct sockaddr*)&server_info,sizeof(server_info))==-1)
	{
		perror("connect");
		exit(2);
	}

	//发送数据
	
	//创建json对象
	struct json_object *json=json_object_new_object();
	//填充对象
	json_object_object_add(json,"name",json_object_new_string("jack"));//记得将json格式的字符串转成json格式的对象
	json_object_object_add(json,"age",json_object_new_int(11));
	json_object_object_add(json,"sex",json_object_new_string("male"));
	//发送对象
	//将json格式的对象转成json格式的字符串类型才能传给send
	const char*buf=json_object_to_json_string(json);

	if(send(sockfd,buf,strlen(buf),0)==-1)//最后一个参数写成0默认就行
	{
		perror("send");
	}

	printf("字符串%s发送成功! 长度 %ld \n",buf,strlen(buf));

	close(sockfd);//关闭socket

	return 0;
}

在服务器端的代码中，当收到客户端的连接请求时，接收客户端的数据，然后解析并打印输出

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>//inet_addr的头文件
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>//bzero的头文件
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <json/json.h>

int main()
{
	//创建socket
	int sockfd=socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);//地址族：IPV4协议,套接字类型：流式套接字
	if(-1==sockfd)
	{
		perror("socket");
		exit(1);
	}

	//绑定信息
	struct sockaddr_in server_info;//用于保存服务器的信息：IP，PORT，(还有个地址族）
	bzero(&server_info,sizeof(struct sockaddr_in));//清空
	server_info.sin_family=PF_INET;//地址族
	server_info.sin_port=htons(7000);//端口号，大于1024都行，记得转换字节序
	//server_info.sin_addr.s_addr=inet_addr("127.0.0.1");//这个地址每一台电脑都有回环IP地址用于测试，记得将字符串转换成长整形,并且要记得包含头文件
	server_info.sin_addr.s_addr=inet_addr("192.168.0.163");//对外通信
	if(bind(sockfd,(struct sockaddr*)&server_info,sizeof(server_info))==-1)//记得将结构体类型强转一下
	{
		perror("bind");
		exit(2);
	}

	//设置监听队列
	if(listen(sockfd,10)==-1)//队列大小填10用于测试
	{
		perror("listen");
		exit(3);
	}
	
	//程序停在这里监听......
	printf("等待客户端的连接...\n");

	//接受连接(阻塞），一旦有客户端向服务器发起连接就调用函数接收
	struct sockaddr_in client_info;//用于保存客户端的信息
	int length=sizeof(client_info);
	int fd=accept(sockfd,(struct sockaddr*)&client_info,(socklen_t *)&length);
	if(-1==fd)
	{
			perror("accept");
			exit(4);
	}
	printf("接受客户端的连接 %d\n",fd);
	
	//连接后，服务器端要用一个buf接收数据
	char*buf=(char*)malloc(sizeof(char)*1024);
	
	//接受数据放在buf里面,注意，recv里面不能直接写sizeof(buf)，这样buf是指针，只有四个字节，我们直接写1024
	int size=recv(fd,buf,1024,0);//从哪读，读到哪，读多少，属性写成0就行
	if(size==-1)
	{
		perror("recv");
		exit(1);
	}

	//从客户端接受过来的是一个json格式的字符串数据，所以要解析
	//先将json格式的字符串转换成json格式的对象
	struct json_object*obj=json_tokener_parse(buf);
	//解析
	struct json_object*json;
	json=json_object_object_get(obj,"name");
	printf("name:%s\n",json_object_get_string(json));
	json=json_object_object_get(obj,"age");
	printf("age:%d\n",json_object_get_int(json));
	json=json_object_object_get(obj,"sex");
	printf("sex:%s\n",json_object_get_string(json));


	close(fd);//关闭TCP连接,不能再接收数据
	close(sockfd);//关闭socket，不能再处理客户端的请求

	//sockfd用于处理客户端连接 fd用于处理客户端的消息

	return 0;
}

运行结果：