关于BSON

BSON 全称 Binay JSON，意为二进制 JSON。

BSON 是一种能用来表示简单数据结构、关联数组的数据类型，目前主要被用于 MongoDB 数据库的数据存储和网络传输。

BSON 对象（文档）是由一个有序的元素列表组成，每个元素有字段名、类型、值组成。

BSON 名义上是 JSON 数据的超集，支持 date 和 字节数组，但是有个特殊的地方没有通用数字（number）类型。

BSON 主要着眼于提高扫描效率，因此对于大型元素提供长度字段作为前缀，包括显示数组索引等，因此想多而言占用的空间较 JSON 大。

数据类型

BSON 数据序列化格式支持如下格式：

• string
• integer（32或64位）
• double（64位IEEE 754浮点数）
• decimal128（128位IEEE 754-2008浮点数；Binary Integer Decimal变体），适合作为任意精度为34个十进制数字的数字载体，最大值近似10
• date（整数，自UNIX时间的毫秒数)
• byte array（二进制数组）
• 布尔（true或false）
• null
• BSON对象
• BSON数组
• JavaScript代码
• MD5二进制数据
• 正则表达式（Perl兼容的正则表达式，即PCRE，版本8.41，含UTF-8支持；与Python不完全兼容）

数据特点

• 轻量级：空间优势，虽然相对 JSON 较大，但是由于其脱胎于 JSON 还是有较大的空间优势。
• 可遍历性：每个元素的长度存在元素的头部，可以直接 seek 到指定的点上进行扫描读取，这一点主要体现在 MongoDB 中。（对比JSON而言，在遍历或扫描数据的时候，都需要全数据扫描）。
• 修改便捷：数据类型表示的存在，在空间上已经预留的相应的位置，在修改数据时一般不会出现整体位移的情况（除非调整了字段的数据类型），同比情况下 JSON 在修改数据时，后续的内容都需要随之前移或后移。
• 类型广泛：除了支持常见的数据类型，增加更多类型数据的支持。
• 高效性：使用 C 数据类型，因此在大多数语言中都可以将数据快速编码与解码。

数据实例

由于 BSON 是二进制格式的数据，仅仅通过文本形式我们无法感知到其与 JSON 格式的区别。

{
    "name": "mebugs",
    "size": 18,
    "born": new Date("25/05/2005")
}

语法规范

官方语法规范:https://bsonspec.org/spec.html

基本类型

以下基本类型在语法的其余部分用作终结符。每种类型都必须以小端格式序列化。

高级类型

BSON 语法的其余部分。

请注意，带引号的字符串表示终结符，应使用 C 语义进行解释。

例如"x01"表示 byte 0000 0001。

使用 * 运算符作为重复的简写（例如("x01"*2) is "x01x01"）。

当用 * 作一元运算符时，意味着重复可以发生 0 次或多次。

其他说明

• 数组：数组是一个普通的 BSON 文档，键是整数值，从0开始并按顺序继续。例如，数组 ['red', 'blue'] 将被编码为文档 {'0': 'red', '1': 'blue'}。键按数字升序排列。
• UTC日期时间：实际值是int64类型，是自Unix纪元以来的UTC毫秒数。
• 时间戳：MongoDB复制和分片使用的特殊内部类型。前 4 个字节是增量，后 4 个字节是时间戳。
• 最小键：较低于所有其他可能的BSON元素值的特殊类型。
• 最大键：比较高于所有其他可能的BSON元素值的特殊类型。
• 通用二进制子类型：常用的二进制子类型，应该是驱动程序和工具的“默认”。
• binary/BinData：用于表示字节数组。类似于Java中ByteArray的。二进制值有一个子类型，用于指示字节数组中的数据类型。0-127是预定义或保留的。128-255是用户定义的。
  • x02 Binary (Old)：曾是默认子类型，为了支持x00而被弃用。
  • x03 UUID（旧）：曾是 UUID 子类型，为了支持 x04 而被弃用。
  • x80-xFF： “用户定义”子类型。二进制数据可以是任何东西。

数据样例

本示例来自网络，参考上方的规范表，会更加容易理解其存储方式。