JSON: o que é, estrutura de dados e princípio de funcionamento

O que é JSON?

JSON é um formato de texto para representar dados estruturados, baseado na sintaxe JavaScript. Apesar das suas origens em JavaScript, o formato é completamente independente de linguagem — existem analisadores e serializadores para todas as linguagens de programação populares.

A história do JSON começou no início dos anos 2000, quando Douglas Crockford extraiu um subconjunto da sintaxe JavaScript para intercâmbio de dados. Em 2013, o formato foi padronizado como ECMA-404, e posteriormente como ISO/IEC 21778:2017. O nome significa JavaScript Object Notation.

A principal vantagem do JSON é a sua sintaxe minimalista. Apenas seis tipos são usados para descrever dados: string, número, booleano, null, array e objeto. Isso é suficiente para representar qualquer estrutura de dados usada em aplicações.

Onde JSON é usado

• API REST — o principal formato para requisições e respostas entre servidor e cliente
• Arquivos de configuração — package.json, tsconfig.json, .prettierrc
• Bancos de dados — MongoDB, PostgreSQL (JSONB), Firebase Firestore
• Aplicações móveis — armazenamento de configurações, cache de dados
• Tecnologias web — WebSocket, Server-Sent Events, localStorage

Sintaxe e tipos de dados JSON

A sintaxe JSON é extremamente simples: os dados são representados como pares chave-valor, onde a chave é uma string entre aspas duplas e o valor é um dos seis tipos básicos. Objetos são delimitados por chaves, arrays por colchetes. Strings devem usar aspas duplas; aspas simples não são permitidas.

Números em JSON podem ser inteiros ou de ponto flutuante, positivos ou negativos, com notação exponencial. Valores booleanos são representados pelos literais true e false, e a ausência de valor por null. Arrays contêm um conjunto ordenado de valores de qualquer tipo, incluindo arrays e objetos aninhados.

{
  "name": "JSON",
  "type": "text",
  "version": 2024,
  "flexible": true,
  "extensions": null,
  "languages": [
    "JavaScript",
    "Python",
    "Java"
  ],
  "nested": {
    "info": "suporte a aninhamento"
  }
}

JSON em API REST

JSON é o principal formato de intercâmbio de dados para APIs REST no desenvolvimento móvel e web. O servidor envia JSON no corpo da resposta, o cliente no corpo da requisição. O cabeçalho Content-Type padrão para JSON é application/json.

APIs REST modernas usam JSON para transmitir todos os tipos de dados: desde listas simples até estruturas aninhadas complexas com relações entre entidades. Bibliotecas cliente (como Axios em JavaScript ou Retrofit no Android) serializam e desserializam JSON automaticamente, libertando o desenvolvedor da análise manual.

Uma vantagem importante do JSON em APIs REST é a capacidade de transferência parcial de dados (resposta parcial) através de parâmetros de consulta, bem como o suporte a recursos aninhados sem requisições adicionais ao servidor.

Análise JSON em plataformas móveis

A análise JSON em plataformas móveis é realizada usando ferramentas integradas. Android usa Gson do Google ou Moshi do Square, iOS usa o protocolo Codable com JSONDecoder. Cada plataforma fornece ferramentas convenientes para converter JSON em objetos nativos e vice-versa.

JSON no Android (Kotlin)

No Android, a abordagem popular usa Gson ou Moshi. Basta definir uma classe de dados com anotações @SerializedName e chamar fromJson para desserialização. A biblioteca mapeia automaticamente os nomes dos campos JSON para as propriedades da classe.

import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.annotations.SerializedName

data class User(
    @SerializedName("id") val id: Int,
    @SerializedName("name") val name: String,
    @SerializedName("email") val email: String
)

fun parseJson(jsonString: String): User {
    val gson = Gson()
    return gson.fromJson(jsonString, User::class.java)
}

JSON no iOS (Swift)

No iOS, é usado o protocolo integrado Codable com JSONDecoder. A estrutura de dados é declarada como um struct em conformidade com Codable, após o que o JSON é analisado com uma única linha. JSONEncoder realiza a serialização reversa — converte um objeto em JSON para envio ao servidor.

import Foundation

struct User: Codable {
    let id: Int
    let name: String
    let email: String
}

func parseJSON(from data: Data) throws -> User {
    let decoder = JSONDecoder()
    return try decoder.decode(User.self, from: data)
}

JSON vs XML: comparação de formatos

JSON e XML são os dois principais formatos para transmitir dados estruturados. JSON vence em simplicidade e desempenho, XML em rigor e validação. A escolha entre eles depende dos requisitos do projeto: APIs REST usam mais frequentemente JSON, documentos complexos com esquemas usam XML.

XML requer tags de fecho para cada elemento, aumentando o tamanho dos dados em 2-3 vezes em comparação com JSON. Ao mesmo tempo, XML suporta espaços de nomes, esquemas XSD, atributos e transformação XSLT, tornando-o mais poderoso para gestão de documentos e integração de sistemas empresariais.

Exemplos de trabalho com JSON

Os exemplos demonstram operações típicas com JSON no desenvolvimento móvel: análise de respostas de API, criação de JSON para envio e processamento de estruturas aninhadas. Compreender estes padrões é essencial para qualquer desenvolvedor de aplicações móveis.

Serialização de um objeto para JSON

Em JavaScript, JSON.stringify converte um objeto numa string JSON. O segundo argumento pode ser um array de chaves para serialização seletiva ou uma função de substituição. O terceiro argumento define a indentação para formatação.

interface Order {
  id: string;
  items: OrderItem[];
  total: number;
  createdAt: string;
}

const order: Order = {
  id: 'ord_001',
  items: [{ product: 'phone', quantity: 2 }],
  total: 1599.98,
  createdAt: '2026-07-03T10:00:00Z'
};

const jsonString = JSON.stringify(order, null, 2);

Análise de JSON aninhado

Em Kotlin com a biblioteca Moshi, objetos JSON aninhados são tratados através de classes de dados aninhadas. A anotação @Json especifica o nome do campo JSON se diferir do nome da propriedade da classe. Arrays são representados como List com o tipo do elemento.

import com.squareup.moshi.Moshi
import com.squareup.moshi.kotlin.reflect.KotlinJsonAdapterFactory

data class ApiResponse(
    val status: String,
    val data: List<Product>,
    val pagination: Pagination
)

data class Product(
    val id: Int,
    val title: String,
    val price: Double
)

data class Pagination(
    val page: Int,
    val total: Int
)

val moshi = Moshi.Builder()
    .add(KotlinJsonAdapterFactory())
    .build()

JSON Schema: validação de estrutura

JSON Schema é uma linguagem para descrever a estrutura de um documento JSON, semelhante ao XSD para XML. Usando JSON Schema, pode especificar campos obrigatórios, tipos de dados, intervalos de valores, padrões de strings e estrutura aninhada. A validação do esquema deteta erros de dados antes de serem processados na aplicação.

JSON Schema é amplamente usado em OpenAPI (Swagger) para documentar APIs REST, em formulários de validação de dados de entrada e em testes. O ficheiro de esquema é ele próprio um documento JSON, permitindo que analisadores JSON padrão o leiam. Existem validadores online e bibliotecas para todas as linguagens de programação populares.

No desenvolvimento móvel, JSON Schema é usado para validar respostas do servidor durante testes e para verificar ficheiros de configuração. Bibliotecas como network-validator no Android e json-schema-validator permitem incorporar a validação diretamente no processo de desenvolvimento, prevenindo erros em fases iniciais.