MySQL 的 JSON 數據類型

mysql視頻教程欄目介紹JSON數據類型。

MySQL 的 JSON 數據類型

MySQL 5.7 增加了 JSON 數據類型的支持,在之前如果要存儲 JSON 類型的數據的話我們只能自己做 JSON.stringify() 和 JSON.parse() 的操作,而且沒辦法針對 JSON 內的數據進行查詢操作,所有的操作必須讀取出來 parse 之后進行,非常的麻煩。原生的 JSON 數據類型支持之后,我們就可以直接對 JSON 進行數據查詢和修改等操作了,較之前會方便非常多。

為了方便演示我先創建一個 user 表,其中 info 字段用來存儲用戶的基礎信息。要將字段定義成 JSON 類型數據非常簡單,直接字段名后接 JSON 即可。

CREATE TABLE user (   id INT(11) UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,   name VARCHAR(30) NOT NULL,   info JSON );復制代碼

表創建成功之后我們就按照經典的 CRUD 數據操作來講講怎么進行 JSON 數據類型的操作。

添加數據

添加數據這塊是比較簡單,不過需要理解 MySQL 對 JSON 的存儲本質上還是字符串的存儲操作。只是當定義為 JSON 類型之后內部會對數據再進行一些索引的創建方便后續的操作而已。所以添加 JSON 數據的時候需要使用字符串包裝。

mysql> INSERT INTO user (`name`, `info`) VALUES('lilei', '{"sex": "male", "age": 18, "hobby": ["basketball", "football"], "score": [85, 90, 100]}'); Query OK, 1 row affected (0.00 sec)復制代碼

除了自己拼 JSON 之外,你還可以調用 MySQL 的 JSON 創建函數進行創建。

  • JSON_OBJECT:快速創建 JSON 對象,奇數列為 key,偶數列為 value,使用方法 JSON_OBJECT(key,value,key1,value1)
  • JSON_ARRAY:快速創建 JSON 數組,使用方法 JSON_ARRAY(item0, item1, item2)
mysql> INSERT INTO user (`name`, `info`) VALUES('hanmeimei', JSON_OBJECT(     ->   'sex', 'female',      ->   'age', 18,      ->   'hobby', JSON_ARRAY('badminton', 'sing'),      ->   'score', JSON_ARRAY(90, 95, 100)     -> )); Query OK, 1 row affected (0.00 sec)復制代碼

不過對于 JavaScript 工程師來說不管是使用字符串來寫還是使用自帶函數來創建 JSON 都是非常麻煩的一件事,遠沒有 JS 原生對象來的好用。所以在 think-model 模塊中我們增加了 JSON 數據類型的數據自動進行 JSON.stringify() 的支持,所以直接傳入 JS 對象數據即可。

由于數據的自動序列化和解析是根據字段類型來做的,為了不影響已運行的項目,需要在模塊中配置 jsonFormat: true 才能開啟這項功能。

//adapter.jsconst MySQL = require('think-model-mysql');exports.model = {  type: 'mysql',  mysql: {    handle: MySQL,     ...    jsonFormat: true   } };復制代碼
//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userId = await this.model('user').add({      name: 'lilei',      info: {        sex: 'male',        age: 16,        hobby: ['basketball', 'football'],        score: [85, 90, 100]       }     });    return this.success(userId);   } }復制代碼

下面讓我們來看看最終存儲到數據庫中的數據是什么樣的

mysql> SELECT * FROM `user`; +----+-----------+-----------------------------------------------------------------------------------------+ | id | name      | info                                                                                    | +----+-----------+-----------------------------------------------------------------------------------------+ |  1 | lilei     | {"age": 18, "sex": "male", "hobby": ["basketball", "football"], "score": [85, 90, 100]} | |  2 | hanmeimei | {"age": 18, "sex": "female", "hobby": ["badminton", "sing"], "score": [90, 95, 100]}    | +----+-----------+-----------------------------------------------------------------------------------------+ 2 rows in set (0.00 sec)復制代碼

查詢數據

為了更好的支持 JSON 數據的操作,MySQL 提供了一些 JSON 數據操作類的方法。和查詢操作相關的方法主要如下:

  • JSON_EXTRACT():根據 Path 獲取部分 JSON 數據,使用方法 JSON_EXTRACT(json_doc, path[, path] …)
  • ->:JSON_EXTRACT() 的等價寫法
  • ->>:JSON_EXTRACT() 和 JSON_UNQUOTE() 的等價寫法
  • JSON_CONTAINS():查詢 JSON 數據是否在指定 Path 包含指定的數據,包含則返回1,否則返回0。使用方法 JSON_CONTAINS(json_doc, val[, path])
  • JSON_CONTAINS_PATH():查詢是否存在指定路徑,存在則返回1,否則返回0。one_or_all 只能取值 “one” 或 “all”,one 表示只要有一個存在即可,all 表示所有的都存在才行。使用方法 JSON_CONTAINS_PATH(json_doc, one_or_all, path[, path] …)
  • JSON_KEYS():獲取 JSON 數據在指定路徑下的所有鍵值。使用方法 JSON_KEYS(json_doc[, path]),類似 JavaScript 中的 Object.keys() 方法。
  • JSON_SEARCH():查詢包含指定字符串的 Paths,并作為一個 JSON Array 返回。查詢的字符串可以用 LIKE 里的 ‘%’ 或 ‘_’ 匹配。使用方法 JSON_SEARCH(json_doc, one_or_all, search_str[, escape_char[, path] …]),類似 JavaScript 中的 findIndex() 操作。

我們在這里不對每個方法進行逐個的舉例描述,僅提出一些場景舉例應該怎么操作。

返回用戶的年齡和性別

舉這個例子就是想告訴下大家怎么獲取 JSON 數據中的部分內容,并按照正常的表字段進行返回。這塊可以使用 JSON_EXTRACT 或者等價的 -> 操作都可以。其中根據例子可以看到 sex 返回的數據都帶有引號,這個時候可以使用 JSON_UNQUOTE() 或者直接使用 ->> 就可以把引號去掉了。

mysql> SELECT `name`, JSON_EXTRACT(`info`, '$.age') as `age`, `info`->'$.sex' as sex FROM `user`; +-----------+------+----------+ | name      | age  | sex      | +-----------+------+----------+ | lilei     | 18   | "male"   | | hanmeimei | 16   | "female" | +-----------+------+----------+ 2 rows in set (0.00 sec)復制代碼

這里我們第一次接觸到了 Path 的寫法,MySQL 通過這種字符串的 Path 描述幫助我們映射到對應的數據。和 JavaScript 中對象的操作比較類似,通過 . 獲取下一級的屬性,通過 [] 獲取數組元素。

不一樣的地方在于需要通過 $ 表示本身,這個也比較好理解。另外就是可以使用 * 和 ** 兩個通配符,比如 .* 表示當前層級的所有成員的值,[*] 則表示當前數組中所有成員值。** 類似 LIKE 一樣可以接前綴和后綴,比如 a**b 表示的是以 a 開頭,b結尾的路徑。

路徑的寫法非常簡單,后面的內容里也會出現。上面的這個查詢對應在 think-model 的寫法為

//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userModel = this.model('user');    const field = "name, JSON_EXTRACT(info, '$.age') AS age, info->'$.sex' as sex";    const users = await userModel.field(field).where('1=1').select();    return this.success(users);   } }復制代碼

返回喜歡籃球的男性用戶

mysql> SELECT `name` FROM `user` WHERE JSON_CONTAINS(`info`, '"male"', '$.sex') AND JSON_SEARCH(`info`, 'one', 'basketball', null, '$.hobby'); +-------+ | name  | +-------+ | lilei | +-------+ 1 row in set, 1 warning (0.00 sec)復制代碼

這個例子就是簡單的告訴大家怎么對屬性和數組進行查詢搜索。其中需要注意的是 JSON_CONTAINS() 查詢字符串由于不帶類型轉換的問題字符串需要使用加上 “” 包裹查詢,或者使用 JSON_QUOTE(‘male’) 也可以。

如果你使用的是 MySQL 8 的話,也可以使用新增的 JSON_VALUE() 來代替 JSON_CONTAINS(),新方法的好處是會帶類型轉換,避免剛才雙引號的尷尬問題。不需要返回的路徑的話,JSON_SEARCH() 在這里也可以使用新增的 MEMBER OF 或者 JSON_OVERLAPS() 方法替換。

mysql> SELECT `name` FROM `user` WHERE JSON_VALUE(`info`, '$.sex') = 'male' AND 'basketball' MEMBER OF(JSON_VALUE(`info`, '$.hobby')); +-------+ | name  | +-------+ | lilei | +-------+ 1 row in set (0.00 sec)  mysql> SELECT `name` FROM `user` WHERE JSON_VALUE(`info`, '$.sex') = 'male' AND JSON_OVERLAPS(JSON_VALUE(`info`, '$.hobby'), JSON_QUOTE('basketball')); +-------+ | name  | +-------+ | lilei | +-------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

上面的這個查詢對應在 think-model 的寫法為

//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userModel = this.model('user');    const where = {      _string: [        "JSON_CONTAINS(info, '"male"', '$.sex')",        "JSON_SEARCH(info, 'one', 'basketball', null, '$.hobby')"       ]     };    const where1 = {      _string: [        "JSON_VALUE(`info`, '$.sex') = 'male'",        "'basketball' MEMBER OF (JSON_VALUE(`info`, '$.hobby'))"       ]     };    const where2 = {      _string: [        "JSON_VALUE(`info`, '$.sex') = 'male'",        "JSON_OVERLAPS(JSON_VALUE(`info`, '$.hobby'), JSON_QUOTE('basketball'))"       ]     }    const users = await userModel.field('name').where(where).select();    return this.success(users);   } }復制代碼

修改數據

MySQL 提供的 JSON 操作函數中,和修改操作相關的方法主要如下:

  • JSON_APPEND/JSON_ARRAY_APPEND:這兩個名字是同一個功能的兩種叫法,MySQL 5.7 的時候為 JSON_APPEND,MySQL 8 更新為 JSON_ARRAY_APPEND,并且之前的名字被廢棄。該方法如同字面意思,給數組添加值。使用方法 JSON_ARRAY_APPEND(json_doc, path, val[, path, val] …)
  • JSON_ARRAY_INSERT:給數組添加值,區別于 JSON_ARRAY_APPEND() 它可以在指定位置插值。使用方法 JSON_ARRAY_INSERT(json_doc, path, val[, path, val] …)
  • JSON_INSERT/JSON_REPLACE/JSON_SET:以上三個方法都是對 JSON 插入數據的,他們的使用方法都為 JSON_[INSERT|REPLACE|SET](json_doc, path, val[, path, val] …),不過在插入原則上存在一些差別。
    • JSON_INSERT:當路徑不存在才插入
    • JSON_REPLACE:當路徑存在才替換
    • JSON_SET:不管路徑是否存在
  • JSON_REMOVE:移除指定路徑的數據。使用方法 JSON_REMOVE(json_doc, path[, path] …)

由于 JSON_INSERT, JSON_REPLACE, JSON_SET 和 JSON_REMOVE 幾個方法支持屬性和數組的操作,所以前兩個 JSON_ARRAY 方法用的會稍微少一點。下面我們根據之前的數據繼續舉幾個實例看看。

修改用戶的年齡

mysql> UPDATE `user` SET `info` = JSON_REPLACE(`info`, '$.age', 20) WHERE `name` = 'lilei'; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0  mysql> SELECT JSON_VALUE(`info`, '$.age') as age FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +------+ | age  | +------+ | 20   | +------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

JSON_INSERT 和 JSON_SET 的例子也是類似,這里就不多做演示了。對應到 think-model 中的話,需要使用 EXP 條件表達式處理,對應的寫法為

//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userModel = this.model('user');    await userModel.where({name: 'lilei'}).update({      info: ['exp', "JSON_REPLACE(info, '$.age', 20)"]     });    return this.success();   } }復制代碼

修改用戶的愛好

mysql> UPDATE `user` SET `info` = JSON_ARRAY_APPEND(`info`, '$.hobby', 'badminton') WHERE `name` = 'lilei'; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0  mysql> SELECT JSON_VALUE(`info`, '$.hobby') as hobby FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +-----------------------------------------+ | hobby                                   | +-----------------------------------------+ | ["basketball", "football", "badminton"] | +-----------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

JSON_ARRAY_APPEND 在對數組進行操作的時候還是要比 JSON_INSERT 之類的方便的,起碼你不需要知道數組的長度。對應到 think-model 的寫法為

//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userModel = this.model('user');    await userModel.where({name: 'lilei'}).update({      info: ['exp', "JSON_ARRAY_APPEND(info, '$.hobby', 'badminton')"]     });    return this.success();   } }復制代碼

刪除用戶的分數

mysql> UPDATE `user` SET `info` = JSON_REMOVE(`info`, '$.score[0]') WHERE `name` = 'lilei'; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0  mysql> SELECT `name`, JSON_VALUE(`info`, '$.score') as score FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +-------+-----------+ | name  | score     | +-------+-----------+ | lilei | [90, 100] | +-------+-----------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

刪除這塊和之前修改操作類似,沒有什么太多需要說的。但是對數組進行操作很多時候我們可能就是想刪值,但是卻不知道這個值的 Path 是什么。這個時候就需要利用之前講到的 JSON_SEARCH() 方法,它是根據值去查找路徑的。比如說我們要刪除 lilei 興趣中的 badminton 選項可以這么寫。

mysql> UPDATE `user` SET `info` = JSON_REMOVE(`info`, JSON_UNQUOTE(JSON_SEARCH(`info`, 'one', 'badminton'))) WHERE `name` = 'lilei'; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1  Changed: 1  Warnings: 0  mysql> SELECT JSON_VALUE(`info`, '$.hobby') as hobby FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +----------------------------+ | hobby                      | +----------------------------+ | ["basketball", "football"] | +----------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

這里需要注意由于 JSON_SEARCH 不會做類型轉換,所以匹配出來的路徑字符串需要進行 JSON_UNQUOTE() 操作。另外還有非常重要的一點是 JSON_SEARCH 無法對數值類型數據進行查找,也不知道這個是 Bug 還是 Feature。這也是為什么我沒有使用 score 來進行舉例而是換成了 hobby 的原因。如果數值類型的話目前只能取出來在代碼中處理了。

mysql> SELECT JSON_VALUE(`info`, '$.score') FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +-------------------------------+ | JSON_VALUE(`info`, '$.score') | +-------------------------------+ | [90, 100]                     | +-------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)  mysql> SELECT JSON_SEARCH(`info`, 'one', 90, null, '$.score') FROM `user` WHERE `name` = 'lilei'; +-------------------------------------------------+ | JSON_SEARCH(`info`, 'one', 90, null, '$.score') | +-------------------------------------------------+ | NULL                                            | +-------------------------------------------------+ 1 row in set (0.00 sec)復制代碼

以上對應到 think-model 的寫法為

//user.jsmodule.exports = class extends think.Controller {  async indexAction() {    const userModel = this.model('user');    // 刪除分數     await userModel.where({name: 'lilei'}).update({      info: ['exp', "JSON_REMOVE(info, '$.score[0]')"]     });    // 刪除興趣     await userModel.where({name: 'lilei'}).update({      info: ['exp', "JSON_REMOVE(`info`, JSON_UNQUOTE(JSON_SEARCH(`info`, 'one', 'badminton')))"]     });      return this.success();   } }復制代碼

后記

由于最近有一個需求,有一堆數據,要記錄這堆數據的排序情況,方便根據排序進行輸出。一般情況下肯定是給每條數據增加一個 order 字段來記錄該條數據的排序情況。但是由于有著批量操作,在這種時候使用單字段去存儲會顯得特別麻煩。在服務端同事的建議下,我采取了使用 JSON 字段存儲數組的情況來解決這個問題。

也因為這樣了解了一下 MySQL 對 JSON 的支持情況,同時將 think-model 做了一些優化,對 JSON 數據類型增加了支持。由于大部分 JSON 操作需要通過內置的函數來操作,這個本身是可以通過 EXP 條件表達式來完成的。所以只需要對 JSON 數據的添加和查詢做好優化就可以了。

整體來看,配合提供的 JSON 操作函數,MySQL 對 JSON 的支持完成一些日常的需求還是沒有問題的。除了作為 WHERE 條件以及查詢字段之外,其它的 ORDER, GROUP, JOIN 等操作也都是支持 JSON 數據的。

不過對比 MongoDB 這種天生支持 JSON 的話,在操作性上還是要麻煩許多。特別是在類型轉換這塊,使用一段時間后發現非常容易掉坑。什么時候會帶引號,什么時候會不帶引號,什么時候需要引號,什么時候不需要引號,這些都容易讓新手發憷。另外 JSON_SEARCH() 不支持數字查找這個也是一個不小的坑了。

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