JsonSchema用法
简介
JSON Schema是基于JSON格式，用于定义JSON数据结构以及校验JSON数据内容。
JSON Schema官网地址：http://json-schema.org/
JsonSchema类似于xml的schema和DTD的作用，主要是用来规范json的格式。
关键字及其描述
| 关键字 | 描述 |
|---|---|
| $schema | 表示该JSON Schema文件遵循的规范 |
| title | 为该JSON Schema文件提供一个标题 |
| description | 关于该JSON Schema文件的描述信息 |
| type | 表示待校验元素的类型（例如，最外层的type表示待校验的是一个JSON对象，内层type分别表示待校验的元素类型为，整数，字符串，数字） |
| properties | 定义待校验的JSON对象中，各个key-value对中value的限制条件 |
| requiredv | 定义待校验的JSON对象中，必须存在的key |
| minimum | 用于约束取值范围，表示取值范围应该大于或等于minimum |
| exclusiveMinimum | 如果minimum和exclusiveMinimum同时存在，且exclusiveMinimum的值为true，则表示取值范围只能大于minimum |
| maximum | 用于约束取值范围，表示取值范围应该小于或等于maximum |
| exclusiveMaximum | 如果maximum和exclusiveMaximum同时存在，且exclusiveMaximum的值为true，则表示取值范围只能小于maximum |
| multipleOf | 用于约束取值，表示取值必须能够被multipleOf所指定的值整除 |
| maxLength | 字符串类型数据的最大长度 |
| minLength | 字符串类型数据的最小长度 |
| pattern | 使用正则表达式约束字符串类型数据 |
JSON Schema关键字详解
JsonSchema代码：
{
"$schema": "http://json-schema.org/draft-04/schema#",
"title": "TestInfo",
"description": "some information about test",
"type": "object",
"properties": {
"name": {
"description": "Name of the test",
"type": "string"
},
"age": {
"description": "age of test",
"type": "integer"
}
},
"required": [
"name"
]
}
详细解释：
- $schema:用于指定JSONSchema的版本信息，该值由官方提供，不可乱写。该关键字可以省略。
- title：当前schema的标题信息。可以省略
- description：当前节点的描述
- type：当前节点的类型，最外层type代表json的最外层是什么样的类型。例如上方的例子中，符合该JsonSchema的json数据必需是一个JsonObject而不能是一个JsonArray
- properties：代表当前节点的子节点信息。例如上方的例子中，符合该JsonSchema的json数据的信息可以存在“name”节点和“age”节点。按照上面的配置required信息来看，name是必需要有的，而age是非必需的。
- required： 是一个数组类型，代表当前节点下必需的节点key。例如上方例子中，规定了json的格式必需要有name节点。
符合上述JsonSchema的json数据如下：
第一种（不含有age节点，只含有name一个节点或者name及其若干个节点）：
{
"name": "upuptop"
}
第二种（含有age节点，age节点的值必需为integer类型）：
{
"name": "upuptop",
"age": 123,
"create_time": "2019-12-12"
}
type的常用取值
| type取值 | 对应的python数据类型 |
|---|---|
| object | Object |
| array | List |
| integer | int |
| number | float或int |
| null | None |
| boolean | Boolean |
| string | String |
关键字详解
最外层type为object时
- properties
该关键字的值是一个对象。
用于指定JSON对象中的各种不同key应该满足的校验逻辑，如果待校验JSON对象中所有值都能够通过该关键字值中定义的对应key的校验逻辑，
每个key对应的值，都是一个JSON Schema，则待校验JSON对象通过校验。
从这里，我们可以看到，只要待校验JSON对象的所有key分别都通过对应的JSON Schema的校验检测，这个对象才算是通过校验。
"properties": {
"name": {
"description": "姓名必须由2-3个字组成",
"type": "string",
"maxLength": 3,
"minLength": 2
},
"age": {
"description": "年龄必须大于18岁。并且不能超过60岁",
"type": "integer",
"minimum": 18,
"maximum": 60
}
}
解释：每个key对应的值，都是一个JSON Schema:例如上方例子中，每一个key(name/age)对应的值都是一个JSONSchema，JSONSchema中的关键字及描述都可以使用。
- required
该关键字的值是一个数组，而数组中的元素必须是字符串，而且必须是唯一的。
该关键字限制了JSON对象中必须包含哪些一级key。
如果一个JSON对象中含有required关键字所指定的所有一级key，则该JSON对象能够通过校验。
"required": ["id","name","price"]
- minProperties、maxProperties
这两个关键字的值都是非负整数。规定最多节点个数与最少节点个数。
指定了待校验JSON对象中一级key的个数限制，minProperties指定了待校验JSON对象可以接受的最少一级key的个数，而maxProperties指定了待校验JSON对象可以接受的最多一级key的个数。
另外，需要注意的是，省略minProperties关键字和该关键字的值为0，具有相同效果。而，如果省略maxProperties关键字则表示对一级key的最大个数没有限制。例如，如果限制一个JSON对象的一级key的最大个数为5，最小个数为1，则JSON Schema如下：
"minProperties": 1,
"maxProperties": 5
- patternProperties
该关键字的值是一个对象，该JSON对象的每一个一级key都是一个正则表达式，value都是一个JSON Schema。
指定符合正则表达式的key的规则。
只有待校验JSON对象中的一级key，通过与之匹配的patternProperties中的一级正则表达式，
对应的JSON Schema的校验，才算通过校验。例如，如果patternProperties对应的值如下
"patternProperties": {
"^a": {
"type": "number"
},
"^b": {
"type": "string"
}
}
上面的JSON Schema表示，待校验JSON对象中，所有以a开头的一级key的value都必须是number，所有以b开头的一级key的value都必须是string。
- additionalProperties
该关键字的值是一个JSON Schema。
如果待校验JSON对象中存在，既没有在properties中被定义，又没有在patternProperties中被定义，那么这些一级key必须通过additionalProperties的校验。
最外层type为array时
- items:
该关键字的值是一个有效的JSON Schema或者一组有效的JSON Schema。
当该关键字的值是一个有效的JSON Schema时，只有待校验JSON数组中的所有元素均通过校验，整个数组才算通过校验。例如，如果items关键字的具体定义如下：
{
"type": "array",
"items": {
"type": "string",
"minLength": 5
}
}
上面的JSON Schema的意思是，待校验JSON数组的元素都是string类型，且最小可接受长度是5。那么下面这个JSON数组明显是符合要求的，具体内容如下：
["myhome", "green"]
那么下面这个JSON数据则是不符合要求，因为第一个元素的长度小于5，具体内容如下：
["home", "green"]
以上对于items的介绍是对于所有元素来规定的。
注意
下面对items的详解，趋向于每一个元素的规则。
这里需要注意的是，如果items定义的有效的JSON Schema的数量和待校验JSON数组中元素的数量不一致，那么就要采用“取小原则”。即，如果items定义了3个JSON Schema，但是待校验JSON数组只有2个元素，这时，只要待校验JSON数组的前两个元素能够分别通过items中的前两个JSON Schema的校验，那么，我们认为待校验JSON数组通过了校验。而，如果待校验JSON数组有4个元素，这时，只要待校验JSON数组的前三个元素能够通过items中对应的JSON Schema的校验，我们就认为待校验JSON数组通过了校验。
例如，如果items的值如下：
{
"type": "array",
"items": [
{
"type": "string",
"minLength": 5
},
{
"type": "number",
"minimum": 10
},
{
"type": "string"
}
]
}
上面的JSON Schema指出了待校验JSON数组应该满足的条件，数组的第一个元素是string类型，且最小可接受长度为5，数组的第二个元素是number类型，最小可接受的值为10，数组的第三个元素是string类型。那么下面这两个JSON数组明显是符合要求的，具体内容如下：
["green", 10, "good"]
["helloworld", 11]
下面这两个JSON数组却是不符合要求的，具体内容如下：
["green", 9, "good"]
["good", 12]
- additionalItems
该关键字的值是一个有效的JSON Schema。主要规定除了items内部规定的元素之外的元素规则。只有在items是一个schema数组的时候才可以使用。
需要注意的是，该关键字只有在items关键字的值为一组有效的JSON Schema的时候，才可以使用，用于规定超出items中JSON Schema总数量之外的待校验JSON数组中的剩余的元素应该满足的校验逻辑。当然了，只有这些剩余的所有元素都满足additionalItems的要求时，待校验JSON数组才算通过校验。
其实，你可以这么理解，当items的值为一组有效的JOSN Schema的时候，一般可以和additionalItems关键字组合使用，items用于规定对应位置上应该满足的校验逻辑，而additionalItems用于规定超出items校验范围的所有剩余元素应该满足的条件。如果二者同时存在，那么只有待校验JSON数组同时通过二者的校验，才算真正地通过校验。
另外，需要注意的是，如果items只是一个有效的JSON Schema，那么就不能使用additionalItems，原因也很简单，因为items为一个有效的JSON Schema的时候，其规定了待校验JSON数组所有元素应该满足的校验逻辑。additionalItems已经没有用武之地了。
如果一个additionalItems的值如下：
{
"type": "array",
"items": [
{
"type": "string",
"minLength": 5
},
{
"type": "number",
"minimum": 10
}
],
"additionalItems": {
"type": "string",
"minLength": 2
}
}
上面的JSON Schema的意思是，待校验JSON数组第一个元素是string类型，且可接受的最短长度为5个字符，第二个元素是number类型，且可接受的最小值为10，剩余的其他元素是string类型，且可接受的最短长度为2。那么，下面三个JSON数组是能够通过校验的，具体内容如下：
["green", 10, "good"]
["green", 11]
["green", 10, "good", "ok"]
下面JSON数组是无法通过校验的，具体内容如下：
["green", 10, "a"]
["green", 10, "ok", 2]
- minItems、maxItems
这两个关键字的值都是非负整数。
指定了待校验JSON数组中元素的个数限制，minItems指定了待校验JSON数组可以接受的最少元素个数，而maxItems指定了待校验JSON数组可以接受的最多元素个数。
另外，需要注意的是，省略minItems关键字和该关键字的值为0，具有相同效果。而，如果省略maxItems关键字则表示对元素的最大个数没有限制。
例如，如果限制一个JSON数组的元素的最大个数为5，最小个数为1，则JSON Schema如下：
"minItems": 1,
"maxItems": 5
- uniqueItems
该关键字的值是一个布尔值，即boolean（true、false）。
当该关键字的值为true时，只有待校验JSON数组中的所有元素都具有唯一性时，才能通过校验。当该关键字的值为false时，任何待校验JSON数组都能通过校验。
另外，需要注意的是，省略该关键字和该关键字的值为false时，具有相同的效果。例如：
"uniqueItems": true
当type的值为integer或者number时
integer和number的区别，integer相当于python中的int类型，而number相当于python中的int或float类型
- multipleOf
该关键字的值是一个大于0的number，即可以是大于0的int，也可以是大于0的float。只有待校验的值能够被该关键字的值整除，才算通过校验。
如果含有该关键字的JSON Schema如下：
{
"type": "integer",
"multipleOf": 2
}
那么，2、4、6都是可以通过校验的，但是，3、5、7都是无法通过校验的，当然了，2.0、4.0也是无法通过校验的，但是，并不是因为multipleOf关键字，而是因为type关键字。
如果含有multipleOf关键字的JSON Schema如下：
{
"type": "number",
"multipleOf": 2.0
}
那么，2、2.0、4、4.0都是可以通过校验的，但是，3、3.0、3、3.0都是无法通过校验的。
- maximum 、exclusiveMaximum
maximum该关键字的值是一个number，即可以是int，也可以是float。该关键字规定了待校验元素可以通过校验的最大值。即传入的值必须小于maximum。
exclusiveMaximum该关键字和maximum一样，规定了待校验元素可以通过校验的最大值，不同的是待校验元素可以等于exclusiveMaximum指定的值。即比maximum多了一个他自身这个边界值.
{
"type": "number",
# 设定 maximum 为12.3 则传入值必须小于12.3
# "maximum": 12.3,
# 设定 exclusiveMaximum为12.3 则传入值是小于等于12.3
"exclusiveMaximum": 12.3
}
- minimum、exclusiveMinimum
minimum、exclusiveMinimum关键字的用法和含义与maximum、exclusiveMaximum相似。唯一的区别在于，一个约束了待校验元素的最小值，一个约束了待校验元素的最大值。
当type取值为string时
- maxLength
该关键字的值是一个非负整数。该关键字规定了待校验JSON元素可以通过校验的最大长度，即待校验JSON元素的最大长度必须小于或者等于该关键字的值。
- minLength
该关键字的值是一个非负整数。该关键字规定了待校验JSON元素可以通过校验的最小长度，即待校验JSON元素的最小长度必须大于或者等于该关键字的值。
- pattern
该关键字的值是一个正则表达式。只有待校验JSON元素符合该关键字指定的正则表达式，才算通过校验。
- format
该关键字的值可以是以下取值：
date、date-time（时间格式）、hostname（网站地址格式）、ipv4、ipv6、uri等等。
{
"type": "string",
"format": "email"
}
使用format关键字时，在实例化validator时必须给它传format_checker参数,fromat_checker参数的值即使各种版本的JSON模式规范的验证器类，如：
Draft7Validator
Draft6Validator
Draft4Validator
当你实例化validator时,如果没有给它传format_checker参数, jsonschema是不会自动校验schema中的format关键字的.因此,你需要做以下步骤:
1.额外导入JSON Schema某个版本的模式规范如：from jsonschema import draft7_format_checker
2.实例化validator时传入：validate(instance=json_data, schema=my_schema, format_checker=draft7_format_checker)
全类型可用
- enum
该关键字的值是一个数组，该数组至少要有一个元素，且数组内的每一个元素都是唯一的。
如果待校验的JSON元素和数组中的某一个元素相同，则通过校验。否则，无法通过校验。
注意：该数组中的元素值可以是任何值，包括null。省略该关键字则表示无须对待校验元素进行该项校验。例如：
{
"type": "number",
"enum": [2, 3, null, "hello"]
}
- const
该关键字的值可以是任何值，包括null。如果待校验的JSON元素的值和该关键字指定的值相同，则通过校验。否则，无法通过校验。
- allOf
该关键字的值是一个非空数组，数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。
只有待校验JSON元素通过数组中所有的JSON Schema校验，才算真正通过校验。
- anyOf
该关键字的值是一个非空数组，数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。
如果待校验JSON元素能够通过数组中的任何一个~~~~JSON Schema校验，就算通过校验。
- oneOf
该关键字的值是一个非空数组，数组里面的每个元素都必须是一个有效的JSON Schema。
如果待校验JSON元素能且只能通过数组中的某一个JSON Schema校验，才算真正通过校验。不能通过任何一个校验和能通过两个及以上的校验，都不算真正通过校验。
- not
该关键字的值是一个JSON Schema。只有待校验JSON元素不能通过该关键字指定的JSON Schema校验的时候，待校验元素才算通过校验。
- default
该关键字的值是没有任何要求的。该关键字常常用来指定待校验JSON元素的默认值，当然，这个默认值最好是符合要求的，即能够通过相应的JSON Schema的校验。
另外，需要注意的是，该关键字除了提示作用外，并不会产生任何实质性的影响。
type关键字
需要特别注意的是，type关键字的值可以是一个string，也可以是一个数组。
如果type的值是一个string，则其值只能是以下几种：null、boolean、object、array、number、string、integer。
如果type的值是一个数组，则数组中的元素都必须是string，且其取值依旧被限定为以上几种。只要带校验JSON元素是其中的一种，则通过校验。
注意，以上JSON Schema只是为了展示部分关键字的用法，可能和实际应用略有不同。
dependencies关键字
依赖关系
{
"$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
"properties": {
},
"dependencies": {
"age": [
"name"
]
},
}
上述schema表示，age依赖于name，如果age出现，name必须出现
$ref关键字
使用该关键字可以引用一个规范
"warehouseLocation": {
"description": "Coordinates of the warehouse where the product is located.",
"$ref": "https://example.com/geographical-location.schema.json"
}
if-then-else 关键字
{
"$schema": "http://json-schema.org/draft-07/schema#",
"type": "object",
"properties": {
"foo": {
"type": "string"
},
"bar": {
"type": "string"
}
},
"if": {
"properties": {
"foo": {
"enum": [
"bar",
"123"
]
}
},
"required": [
"foo"
]
},
"then": {
"required": [
"bar"
]
},
"else": {
"required": [
"cc"
]
}
}
符合上述规则的json（最简单的两种方式）：
{
"foo": "bar22",
"cc": 123
}
{
"foo": "bar",
"bar": "123"
}
概述：
if条件为：key为foo的值是bar或者123 返回true，否则返回false
if返回true执行then：
then的规则，bar必须存在
if返回false执行else
else规则，cc必须存在
官方的参考文档如下：
http://json-schema.org/latest/json-schema-validation.html
https://json-schema.org/implementations.html
本文参考：https://www.cnblogs.com/ChangAn223/articles/11234348.htm