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MySQL JSON类型的功能与应用

作者：码到三十五

MySQL8的JSON数据类型为存储和查询JSON数据提供了强大的支持,本文主要介绍了MySQL JSON类型的功能与应用,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下

随着 NoSQL 数据库的兴起，JSON 作为一种轻量级的数据交换格式受到了广泛的关注。为了满足现代应用程序的需求，MySQL 8引入了原生的 JSON 数据类型，提供了一系列强大的 JSON 函数来处理和查询 JSON 数据。本文将深入探讨 MySQL 8 中JSON 类型的特性、函数、索引以及实际应用场景。

1. 引言

在早期的 MySQL 版本中，开发者通常将 JSON 数据以字符串的形式存储在数据库中，这导致了查询效率低下和数据处理复杂。为了解决这个问题，MySQL 8 引入了原生的 JSON 数据类型，允许我们以结构化的方式存储和查询 JSON 数据。

2. JSON 数据类型特性

3. JSON 函数

MySQL 8 提供了一系列内置函数来操作和查询 JSON 数据：

下面的例子看看每个函数的具体使用方法：
首先，我们创建一个名为 json_example 的表，并插入一条 JSON 数据：

CREATE TABLE json_example (  
  id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,  
  data JSON  
);  
  
INSERT INTO json_example (data) VALUES (  
  '{  
    "name": "John Doe",  
    "age": 30,  
    "address": {  
      "street": "123 Main St",  
      "city": "Anytown",  
      "zip": "12345"  
    },  
    "phoneNumbers": ["123-456-7890", "987-654-3210"],  
    "isActive": true  
  }'  
);

表 json_example 中有一条包含 JSON 数据的记录。接下来，我们将使用不同的 JSON 函数来查询和修改这个数据.

3.1 JSON_EXTRACT()

-- 提取 name 字段的值  
SELECT JSON_EXTRACT(data, '$.name') AS extracted_name FROM json_example;  
-- 结果: "John Doe"  
  
-- 提取 address 对象的 city 字段的值  
SELECT JSON_EXTRACT(data, '$.address.city') AS city FROM json_example;  
-- 结果: "Anytown"

3.2 JSON_INSERT()

-- 在 phoneNumbers 数组后面插入一个新的电话号码  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_INSERT(data, '$.phoneNumbers[2]', '555-123-4567');  
-- 此时 phoneNumbers 变为 ["123-456-7890", "987-654-3210", "555-123-4567"]

3.3 JSON_REPLACE()

-- 替换 name 字段的值  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_REPLACE(data, '$.name', 'Jane Smith');  
-- 此时 name 变为 "Jane Smith"

3.4 JSON_REMOVE()

-- 移除 phoneNumbers 数组中的第一个电话号码  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_REMOVE(data, '$.phoneNumbers[0]');  
-- 此时 phoneNumbers 变为 ["987-654-3210", "555-123-4567"]

3.5 JSON_ARRAY() 和 JSON_OBJECT()

-- 创建一个新的 JSON 数组  
SELECT JSON_ARRAY('a', 1, TRUE);  
-- 结果: ["a", 1, true]  
  
-- 创建一个新的 JSON 对象  
SELECT JSON_OBJECT('key1', 'value1', 'key2', 2);  
-- 结果: {"key1": "value1", "key2": 2}
JSON_LENGTH() - 获取 JSON 文档或数组的长度。
sql
-- 获取 phoneNumbers 数组的长度  
SELECT JSON_LENGTH(data->'$.phoneNumbers') AS phone_numbers_length FROM json_example;  
-- 结果: 2 (因为 phoneNumbers 数组现在有两个元素)

3.6 JSON_KEYS()

-- 获取 JSON 对象的所有键  
SELECT JSON_KEYS(data) AS object_keys FROM json_example;  
-- 结果: ["name", "age", "address", "phoneNumbers", "isActive"]

3.7 JSON_VALID()

-- 验证 data 列是否包含有效的 JSON  
SELECT JSON_VALID(data) AS is_valid_json FROM json_example;  
-- 结果: 1 (表示 true，因为 data 列包含有效的 JSON)

3.8 JSON_QUOTE() 和 JSON_UNQUOTE()

假设json_example 表中存在这样一条数据

INSERT INTO json_example (data) VALUES (  
  '{  
    "name": "John",  
    "interests": ["reading", "music"],  
    "friends": [  
      {"name": "Alice", "age": 28},  
      {"name": "Bob", "age": 32}  
    ]  
  }'  
);

现在我们将使用上述函数对这条数据进行操作：

-- 使用 JSON_QUOTE 将普通字符串转换为 JSON 字符串  
SELECT JSON_QUOTE('Hello, World!') AS quoted_string;  
-- 结果: ""Hello, World!""  
  
-- 使用 JSON_UNQUOTE 将 JSON 字符串转换回普通字符串  
SELECT JSON_UNQUOTE('"Hello, World!"') AS unquoted_string;  
-- 结果: Hello, World!

请注意，在实际的数据列上使用这些函数时，你通常会对已存储的 JSON 值或要插入的值进行操作。

3.9 JSON_CONTAINS()

-- 检查 interests 数组是否包含 "reading"  
SELECT JSON_CONTAINS(data->'$.interests', '"reading"') AS contains_reading FROM json_example;  
-- 结果: 1 (表示 true，因为 interests 数组包含 "reading")

注意，因为 JSON 中的字符串是被双引号包围的，所以我们在查询时也需要对搜索的字符串值加上双引号。

3.9 JSON_CONTAINS_PATH()

-- 检查是否存在 friends 数组中的对象的 name 路径  
SELECT JSON_CONTAINS_PATH(data, 'one', '$.friends[*].name') AS contains_path FROM json_example;  
-- 结果: 1 (表示 true，因为存在该路径)

3.10 JSON_ARRAY_APPEND()

-- 向 interests 数组追加 "traveling"  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_SET(data, '$.interests[2]', 'traveling');  
-- 注意：这里使用了 JSON_SET，因为 JSON_ARRAY_APPEND 需要指定路径到具体数组  
-- 在 MySQL 8.0.17 及更高版本中，可以使用 JSON_ARRAY_APPEND 正确地追加元素  
-- 例如: JSON_ARRAY_APPEND(data, '$.interests', 'traveling')

注意：上面的例子中使用了 JSON_SET 而不是 JSON_ARRAY_APPEND，因为在 MySQL 8.0.17 之前，JSON_ARRAY_APPEND 的语法有些不同，它要求指定路径到一个具体的数组元素。从 8.0.17 开始，JSON_ARRAY_APPEND 可以正确地追加到数组末尾。
正确的 JSON_ARRAY_APPEND 用法如下：

-- 向 interests 数组追加 "traveling"（适用于 MySQL 8.0.17 及更高版本）  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_ARRAY_APPEND(data, '$.interests', 'traveling');

3.11 JSON_ARRAY_INSERT()

-- 在 interests 数组的第一个位置插入 "gaming"  
UPDATE json_example  
SET data = JSON_ARRAY_INSERT(data, '$.interests[0]', 'gaming');  
-- 结果: interests 数组现在是 ["gaming", "reading", "music", "traveling"]

4. JSON 索引

为了提高查询性能，MySQL 8 支持为 JSON 列创建索引。但由于 JSON 数据的灵活性，直接对整个 JSON 文档创建索引并不高效。因此，MySQL 引入了虚拟列（Virtual Columns）的概念。

基于上面的json_example 表，我们来看下为json字段创建索引

4.1 添加虚拟列

我们将添加一个名为 first_interest 的虚拟列，该列将存储 interests 数组的第一个元素。

ALTER TABLE json_example  
ADD first_interest VARCHAR(255) GENERATED ALWAYS AS (JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT(data, '$.interests[0]'))) VIRTUAL;

在这里，我们使用了 JSON_EXTRACT() 来获取 interests 数组的第一个元素，并用 JSON_UNQUOTE() 去除引号，因为 JSON_EXTRACT() 返回的是 JSON 格式的字符串。

4.2 为虚拟列创建索引

CREATE INDEX idx_first_interest ON json_example(first_interest);

现在，我们为 first_interest 列创建了一个索引，这将加速基于该列的查询。

4.3 查询优化

现在，我们可以基于 first_interest 列进行查询，并利用索引来加速查询过程。

SELECT * FROM json_example WHERE first_interest = 'reading';

由于我们为 first_interest 创建了索引，这个查询将会更加高效。但是，请注意，这种方法仅适用于查询 interests 数组的第一个元素。如果你需要查询数组中的其他元素，你可能需要采用其他策略，比如使用全文搜索、倒排索引或者将 JSON 数据规范化到关系型结构中。

5. 实际应用场景

6. 注意事项

7. 结语

MySQL 8 的 JSON 数据类型为存储和查询 JSON 数据提供了强大的支持。通过内置的 JSON 函数和虚拟列索引，开发者可以高效地处理 JSON 数据，满足现代应用程序的需求。如果你正在开发需要存储和查询 JSON 数据的应用程序，不妨考虑使用 MySQL 8 的 JSON 功能来简化你的工作。

到此这篇关于MySQL JSON类型的功能与应用的文章就介绍到这了,更多相关MySQL JSON类型内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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