JSON/JSONB类型
JSON(JavaScript Object Notation)数据,可以是单独的一个标量,也可以是一个数组,也可以是一个键值对象,其中数组和对象可以统称容器(container):
- 标量(scalar):单一的数字、bool、string、null都可以叫做标量。
- 数组(array):[]结构,里面存放的元素可以是任意类型的JSON,并且不要求数组内所有元素都是同一类型。
- 对象(object):{}结构,存储key:value的键值对,其键只能是用“”包裹起来的字符串,值可以是任意类型的JSON,对于重复的键,按最后一个键值对为准。
openGauss内存在两种数据类型JSON和JSONB,可以用来存储JSON数据。其中JSON是对输入的字符串的完整拷贝,使用时再去解析,所以它会保留输入的空格、重复键以及顺序等;JSONB解析输入后保存的二进制,它在解析时会删除语义无关的细节和重复的键,对键值也会进行排序,使用时不用再次解析。
因此可以发现,两者其实都是JSON,它们接受相同的字符串作为输入。它们实际的主要差别是效率。JSON数据类型存储输入文本的精确拷贝,处理函数必须在每个执行上重新解析; 而JSONB数据以分解的二进制格式存储,这使得它由于添加了转换机制而在输入上稍微慢些,但是在处理上明显更快,因为不需要重新解析。同时由于JSONB类型存在解析后的格式归一化等操作,同等的语义下只会有一种格式,因此可以更好更强大的支持很多其他额外的操作,比如按照一定的规则进行大小比较等。JSONB也支持索引,这也是一个明显的优势。
输入格式
输入必须是一个符合JSON数据格式的字符串,此字符串用单引号''声明。
null(null-json):仅null,全小写。
select 'null'::json; -- sucselect 'NULL'::jsonb; -- err数字(num-json):正负整数、小数、0,支持科学计数法。
select '1'::json;select '-1.5'::json;select '-1.5e-5'::jsonb, '-1.5e+2'::jsonb;select '001'::json, '+15'::json, 'NaN'::json;
-- 不支持多余的前导0,正数的+号,以及NaN和infinity。布尔(bool-json):仅true、false,全小写。
select 'true'::json;select 'false'::jsonb;字符串(str-json):必须是加双引号的字符串。
select '"a"'::json;select '"abc"'::jsonb;数组(array-json):使用中括号[]包裹,满足数组书写条件。数组内元素类型可以是任意合法的JSON,且不要求类型一致。
select '[1, 2, "foo", null]'::json;select '[]'::json;select '[1, 2, "foo", null, [[]], {}]'::jsonb;对象(object-json):使用大括号{}包裹,键必须是满足JSON字符串规则的字符串,值可以是任意合法的JSON。
select '{}'::json;select '{"a": 1, "b": {"a": 2, "b": null}}'::json;select '{"foo": [true, "bar"], "tags": {"a": 1, "b": null}}'::jsonb;注意
区分 'null'::json 和 null::json 是两个不同的概念,类似于字符串 str="" 和 str=null。
对于数字,当使用科学计数法的时候,jsonb类型会将其展开,而json会精准拷贝输入。
json类型不支持排序,因此也不支持建索引操作,jsonb支持。
JSONB高级特性
- 注意事项
- 不支持列存。
- 不支持作为分区键。
- 不支持外表、mot。
JSON和JSONB的主要差异在于存储方式上的不同,JSONB存储的是解析后的二进制,能够体现JSON的层次结构,更方便直接访问等,因此JSONB会有很多JSON所不具有的高级特性。
格式归一化
对于输入的object-json字符串,解析成jsonb二进制后,会天然的丢弃语义上无关紧要的细节,比如空格:
sqlpostgres=# select ' [1, " a ", {"a" :1 }] '::jsonb; jsonb ---------------------- [1, " a ", {"a": 1}] (1 row)对于object-json,会删除重复的键值,只保留最后一个出现的,如:
sqlpostgres=# select '{"a" : 1, "a" : 2}'::jsonb; jsonb ---------- {"a": 2} (1 row)对于object-json,键值会重新进行排序,排序规则:长度长的在后、长度相等则ascii码大的在后,如:
sqlpostgres=# select '{"aa" : 1, "b" : 2, "a" : 3}'::jsonb; jsonb --------------------------- {"a": 3, "b": 2, "aa": 1} (1 row)
大小比较
由于经过了格式归一化,保证了同一种语义下的jsonb只会有一种存在形式,因此按照制定的规则,可以比较大小。
首先比较类型:object-jsonb > array-jsonb > bool-jsonb > num-jsonb > str-jsonb > null-jsonb
同类型则比较内容:
- str-json类型:依据text比较的方法,使用数据库默认排序规则进行比较,返回值正数代表大于,负数代表小于,0表示相等。
- num-json类型:数值比较。
- bool-json类型:true > false。
- array-jsonb类型:长度长的 > 长度短的,长度相等则依次比较每个元素。
- object-jsonb类型:长度长的 > 长度短的,长度相等则依次比较每个键值对,先比较键,在比较值。
注意
object-jsonb类型内比较时,比较时使用的是格式整理后的最终结果进行比较,因此相对于我们直接的输入未必会很直观。
创建索引、主外键
BTREE索引
jsonb类型支持创建btree索引,支持创建主键、外键。
GIN索引
GIN索引可以用来有效的搜索出现在大量jsonb文档(datums)中的键或者键/值对。提供了两个GIN操作符类(jsonb_ops、jsonb_hash_ops),提供了不同的性能和灵活性取舍。缺省的GIN操作符类支持使用@>、<@、?、 ?&和?|操作符查询,非缺省的GIN操作符类jsonb_path_ops只支持索引@>、<@操作符。
相关的操作符请参见JSON/JSONB函数和操作符。
包含存在
查询一个JSON之中是否包含某些元素,或者某些元素是否存在于某个JSON中是jsonb的一个重要能力。
-- 简单的标量/原始值只包含相同的值:SELECT '"foo"'::jsonb @> '"foo"'::jsonb; -- 左侧数组包含了右侧字符串:SELECT '[1, “aa”, 3]'::jsonb ? 'aa'; -- 左侧数组包含了右侧的数组所有元素,顺序、重复不重要:SELECT '[1, 2, 3]'::jsonb @> '[1, 3, 1]'::jsonb; -- 左侧object-json包含了右侧object-json的所有键值对:SELECT '{"product": "PostgreSQL", "version": 9.4, "jsonb":true}'::jsonb @> '{"version":9.4}'::jsonb; -- 左侧数组并没有包含右侧的数组所有元素,因为左侧数组的三个元素为1、2、[1,3],右侧的为1、3:SELECT '[1, 2, [1, 3]]'::jsonb @> '[1, 3]'::jsonb; -- 产生假-- 相似的,这样也不对:SELECT '{"foo": {"bar": "baz"}}'::jsonb @> '{"bar": "baz"}'::jsonb; -- false相关的操作符请参见JSON/JSONB函数和操作符。
函数和操作符
json/jsonb类型相关支持的函数和操作符请参见JSON/JSONB函数和操作符。
JSONPATH类型
JSONPATH是一种用于在JSON数据中提取特定数据的表达式语言。
JSONPATH语法
$
描述:JSON数据的根节点数据。
注意事项:A兼容性数据库中JSONPATH必须以$作为开头。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": 12, "b": {"a": 13}}', '$'); jsonb_path_query_first --------------------------- {"a": 12, "b": {"a": 13}} (1 row).keyname
描述:表示JSON对象中特定键名keyname对应的值。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": 12, "b": {"a": 13}}', '$.b'); jsonb_path_query_first ------------------------ {"a": 13} (1 row).*
描述:表示JSON对象中所有键值对的值。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": 12, "b": {"a": 13}}', '$.*'); jsonb_path_query_first ------------------------ 12 (1 row)[ { index | start_index TO end_index }, ... ]
描述:表示JSON数组特定下标或下标范围的元素。
注意事项:
在A兼容性数据库中,start_index和end_index的顺序无意义,start_index可以大于end_index而依然能找到对应结果。但在非A兼容性数据库中,start_index必须小于或等于end_index才可能有结果。
在A兼容性数据库中,数组下标必须是非负整数,且不能是表达式(LAST作为被加数或被减数的加减法除外)。在非A兼容性数据库中,下标可以是小数或负数。下标是小数时,会取舍去小数位后的结果作为实际下标。下标为负数时,相当于超出数组下标范围的情况。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[1]'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1 (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[2.5]'); jsonb_path_query_first ------------------------ 2 (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[1 to 3].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ 3 (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[3 to 1]'); jsonb_path_query_first ------------------------ (1 row) db_a=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[3 to 1].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ 3 (1 row)[ * ]
描述:表示JSON数组中的所有元素。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[*].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ 3 (1 row)$varname
描述:表示特定传入变量的值。详见jsonb_path_query_first或jsonb_path_exists的介绍。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[$index]', vars => '{"index": 5}'); jsonb_path_query_first ------------------------ 5 (1 row).**
描述:表示JSON数据自顶向下所有嵌套层级的数据。
注意事项:A兼容性数据库不支持该语法。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": {"b": {"c" : 1}}}', 'lax $.**.b'); jsonb_path_query_first ------------------------ {"c": 1} (1 row).**{ level | start_level TO end_level }
描述:表示JSON数据自顶向下特定嵌套层级,或特定范围的嵌套层级的数据。
注意事项:A兼容性数据库不支持该语法。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": {"b": {"c" : 1}}}', 'lax $.**{1 to 99}.c'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1 (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": {"b": {"c" : 1}}}', 'lax $.**{1}.b'); jsonb_path_query_first ------------------------ {"c": 1} (1 row)LAST
描述:LAST关键字可用于两种场景中:用作数组下标时,表示数组最末尾一个元素的下标;用作嵌套层级时,表示JSON数据最深的嵌套层级。
示例:
sqldb_a=# select jsonb_path_query_first('[0, 1, 2, {"a": 3}, 4, 5]', '$[last - 1]'); jsonb_path_query_first ------------------------ 4 (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": {"b": {"c" : 1}}}', 'lax $.**{last}'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1 (1 row)STRICT,LAX
描述:指定严格(STRICT)或宽松(LAX)模式。未指定时默认为宽松模式,在该模式下,不要求路径表达式与实际JSON数据结构严格匹配,路径表达式解析时会通过隐式地展开数组、或将数据视作单元素数组的方式,自主适应JSON数据结构。无法经过上述方式适应JSON数据结构的情况下,返回空结果。严格模式下,路径表达式与JSON数据结构不匹配时,将抛出结构错误。
注意事项:A兼容性数据库不支持该语法。A兼容性数据库下JSONPATH的表现近似宽松模式,但只支持一次性的宽松。自主适应过一次结构错误后,如果再次出现结构不匹配的情况,就会抛出错误。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a":[1,2,3,4,5]}', 'lax $[0][0].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ [1, 2, 3, 4, 5] (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a":[1,2,3,4,5]}', 'strict $[0][0].a'); ERROR: jsonpath array accessor can only be applied to an array CONTEXT: referenced column: jsonb_path_query_first db_a=# select jsonb_path_query_first('{"a":[1,2,3,4,5]}', '$[0][0].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ (1 row) db_a=# select jsonb_path_query_first('{"a":[1,2,3,4,5]}', '$[0].a'); jsonb_path_query_first ------------------------ [1, 2, 3, 4, 5] (1 row)?(condition)
描述:表示符合过滤条件condition的数据。其中过滤条件是一个返回布尔类型结果的表达式,支持由逻辑操作符(
&&,||,!)或比较操作符(详见比较操作符一节)等构成的表达式。示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": 10}', '$ ? ($.a < 13)'); jsonb_path_query_first ------------------------ {"a": 10} (1 row)@
描述:表示当前节点的数据。
注意事项:该语法只能用在过滤条件表达式中。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[10,11,12,13,14,15]', '$[*] ? (@ > 13)'); jsonb_path_query_first ------------------------ 14 (1 row)(expr) IS UNKNOWN
描述:比较expr表达式结果是否是UNKNOWN。当一个返回布尔类型结果的表达式的参数类型不匹配时,会返回UNKNOWN作为结果。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[10,11,12,13,14,"15"]', '$[*] ? ((@ > 13) is unknown)'); jsonb_path_query_first ------------------------ "15" (1 row)expr1 STARTS WITH expr2
描述:比较字符串expr1是否具有字符串前缀expr2。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('["", "a", "abcabc"]', '$[*] ? (@ starts with "abc")'); jsonb_path_query_first ------------------------ "abcabc" (1 row)EXISTS ( expr )
描述:检查expr路径下是否有对应的JSON数据存在。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"g": [{"x": 2}, {"y": 3}]}', '$.g[*] ? (exists (@.x))'); jsonb_path_query_first ------------------------ {"x": 2} (1 row)expr1 LIKE_REGEX expr2 [ FLAG f ]
描述:比较字符串expr1是否能与字符串expr2指定的正则模式匹配。flag可指定为以下某个字母或某几个字母的组合:
- i:表示匹配时忽略大小写。
- m:允许
^和$跨行匹配。 - s:允许
.匹配换行符。 - q:将expr2视作被引号包裹的普通字符串,整个匹配简化为一个子串匹配。
注意事项:A兼容性数据库中不支持指定flag的语法。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[1, "aBdC", "ab\nadc", "111\nabc", "^ab.*c$"]', '$[*] ? (@ like_regex "^ab.*c" flag "i")'); jsonb_path_query_first ------------------------ "aBdC" (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[1, "aBdC", "ab\nadc", "111\nabc", "^ab.*c$"]', '$[*] ? (@ like_regex "^ab.*c" flag "m")'); jsonb_path_query_first ------------------------ "111\nabc" (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[1, "aBdC", "ab\nadc", "111\nabc", "^ab.*c$"]', '$[*] ? (@ like_regex "^ab.*c" flag "s")'); jsonb_path_query_first ------------------------ "ab\nadc" (1 row) db_pg=# select jsonb_path_query_first('[1, "aBdC", "ab\nadc", "111\nabc", "^ab.*c$"]', '$[*] ? (@ like_regex "^ab.*c$" flag "q")'); jsonb_path_query_first ------------------------ "^ab.*c$" (1 row).abs()
描述:取绝对值。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[-3.4]', '$[*].abs()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 3.4 (1 row).size()
描述:获取数组中元素的数量。宽松模式下,标量或对象的结果为1,严格模式下抛出错误。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[10,11,12,13,14,"15"]', '$.size()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 6 (1 row).type()
描述:获取JSON数据的类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[10,11,12,13,14,"15"]', '$.type()'); jsonb_path_query_first ------------------------ "array" (1 row).floor()
描述:获取JSON数据向下取整后的结果。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[-3.4]', '$[*].floor()'); jsonb_path_query_first ------------------------ -4 (1 row).ceiling()
描述:获取JSON数据向上取整后的结果。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[-3.4]', '$[*].ceiling()'); jsonb_path_query_first ------------------------ -3 (1 row).keyvalue()
描述:获取对象的键值对,结果包含对象的键、值和内部生成的唯一标识符。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('{"a": 1, "b": [1, 2]}', '$.keyvalue()'); jsonb_path_query_first ----------------------------------- {"id": 0, "key": "a", "value": 1} (1 row).string()
描述:转换为字符串类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('[1.23]', '$[*].string()'); jsonb_path_query_first ------------------------ "1.23" (1 row).boolean()
描述:转换为布尔类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('"1"', '$.boolean()'); jsonb_path_query_first ------------------------ true (1 row).integer()
描述:转换为int4类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('1.83', '$.integer()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 2 (1 row).bigint()
描述:转换为int8类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('1234567890123', '$.bigint()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1234567890123 (1 row).double()
描述:转换为双精度浮点数类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('"1.23"', '$.double()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1.23 (1 row).number()
描述:转换为数值类型。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('"1.23"', '$.number()'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1.23 (1 row).decimal([ p [ ,s ] ])
描述:转换为任意精度类型数。
示例:
sqldb_pg=# select jsonb_path_query_first('1234.5678', '$.decimal(6, 2)'); jsonb_path_query_first ------------------------ 1234.57 (1 row)