XML Schema与JSON Schema

XML Schema，XSD (XML Schema Definition)是W3C于2001年5月发布的推荐标准，指出如何形式描述XML文档的元素。XSD是许多XML Schema 语言中的一支。XSD是首先分离于XML本身的schema语言，故获取W3C的推荐地位。

像所有XML Schema 语言一样，XSD用来描述一组规则──一个XML文件必须遵守这些规则，才能根据该schema‘合法（Valid）’。

然而，与其他XML Schema 语言不同，XSD意图设计为在确认一个文档的有效性时，将会产生满足特定数据类型的一个信息集合。这种后验证的XML信息集可用来开发XML文件处理软件。

XML Schema 具体是什么呢？
XML Schema 本身也是一种XML构造，它用来描述[哪个元素，在什么时候出现]，[该元素具有什么样的属性]等等，也就是说，XML Schema是对XML的树形构造加以描述说明的一种语言。
原本，使用DTD对XML的树形构造加以描述说明，但DTD存在严重的局限性，DTD不能定义数据的类型，语法也与XML语言完全不一样，在使用的便利性，数据结构表达的严谨性上存在问题。
为什么需要XML Schema？
上面我们解说了XML Schema是什么，但为什么需要XML Schema呢？为了回答这个问题，我们举个例子。
XML作为数据载体，可以用来描述各种各样的数据。在系统开发中，可以使用XML在系统（或不同功能模块）之间传递数据，也可以使用XML作为配置文件，数据文件等。
但系统使用XML，需要对XML文件本身加以解析，也就是说，系统需要知道XML文件的格式是什么。
比如下面两个XML文件：
hello.xml

<?xml version="1.0"?>   
<hello>World</hello>  

order.xml

<?xml version="1.0"?>   
<order>   
    <id>01</id>   
    <name>Order Book</name>   
    <price>100.00</price>   
</order>  

它们的格式不一样，所代表的意思也不一样。
一般来说，一个系统只能处理那些事先决定好的具有固定构造的XML文档。
也就是说，系统在使用它们之前，需要判别它们是否是合法的XML文件格式。
而XML Schema则刚好可以很好地对XML构造加以描述。
事实上，一些XML解析器，以及某些工具需要借助XML Schema来处理XML。
简单的XML Schema例
我们为上面的例子
hello.xml

<?xml version="1.0"?>   
<hello>World</hello>  

写一个简单的XML Schema：
hello.xsd

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>   
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">   
    <xs:element name="hello" type="xsd:string">   
</xs:schema>  

同样，对于JSON文件的定义，也应该有一个JSON Schema以规范JSON文件内容。

JSON Schema用以标注和验证JSON文档的元数据的文档，可以类比于XML Schema。相对于JSON Schema，一个JSON文档就是JSON Schema的一个instance。
JSON Schema本身就是JSON格式，自己描述自己，它们俩之间的关系可以理解为类与对象的关系，也可以理解为集合与元素的关系，或JSON Schema描述JSON数据的模式。它的特性和用途，可以大致归纳为以下几点：

1. 用于描述数据结构
   在描述 JSON 数据时，如果数据本身的复杂度很高，高到三维四维，普通的标签函数已经无法表示这种层级结构了，而 JSON Schema 利用 object 和 array 字段类型的反复嵌套，可以规避掉这个缺陷。
   当然，除了键值等基本信息，规范层面还提供了丰富的关键词支持，如果想通过自定义扩展字段，解决特定场景的业务需求，也是非常方便的。
2. 用于构建人机可读的文档
   计算机领域有个概念叫做自描述。所谓自描述，可以理解为：文档本身包含了自身与其他文档交互相关的描述信息，不需要其他的配置文件或者额外信息来描述。
   而 JSON Schema 就是自描述的，它本身就是一份很完善的说明文档，字段的含义说明、该如何取值、格式的要求等都清晰明了。
3. 用于生成模拟数据
   通过标签函数生成模拟数据，只能解决基本的格式要求。比如 string 类型的字段，模拟出来的数据，无非是一个随机字符串。
   但在 JSON Schema 中，由于字段的描述不仅仅是类型，更多的约束条件，可以确保模拟数据更接近于真实数据。
4. 用于校验数据，实现自动化测试
   接口数据的校验工作，往往依赖于测试代码逻辑和用例。如果用 JSON Schema 描述一个数据接口，就不需要再编写测试代码了，所有的逻辑都可以移植到 JSON Schema 中维护。配合 jsv、tv4 等二方校验工具，接口测试可以真正自动化。