MySQL 5.7 JSON 数据类型使用总结

从MySQL5.7.8开始，MySQL支持原生的JSON数据类型。MySQL 支持RFC 7159定义的全部json 数据类型，具体的包含四种基本类型（strings, numbers, booleans, null）和两种结构化类型（objects and arrays）。

将 JSON 格式的字符串存储在字符串列中相比，该数据类型具有以下优势：

• 自动验证存储在 JSON列中的 JSON 文档。无效的文档会产生错误。
• 优化的存储格式。存储在列中的 JSON 文档被转换为允许快速读取文档元素的内部格式。
• 当读取 JSON 值时，不需要从文本表示中解析该值，使服务器能够直接通过键或数组索引查找子对象或嵌套值，而无需读取文档中它们之前或之后的所有值。

JSON类型的存储结构

MySQL为了提供对json对象的支持，提供了一套将json字符串转为结构化二进制对象的存储方式。json会被转为二进制的doc对象存储于磁盘中（在处理JSON时MySQL使用的utf8mb4字符集，utf8mb4是utf8和ascii的超集）。

doc对象包含两个部分，type和value部分。其中type占1字节，可以表示16种类型：大的和小的json object类型、大的和小的 json array类型、literal类型（true、false、null三个值）、number类型（int6、uint16、int32、uint32、int64、uint64、double类型、utf8mb4 string类型和custom data（mysql自定义类型）

JSON数据类型意义

其实，没有JSON数据类型的支持，我们一样可以通过varchar类型或者text等类型来保存这一格式的数据，但是，为什么还要专门增加这一数据格式的支持呢？其中肯定有较varchar或者text来存储此类型更优越的地方。

• 保证了JSON数据类型的强校验，JSON数据列会自动校验存入此列的内容是否符合JSON格式，非正常格式则报错，而varchar类型和text等类型本身是不存在这种机制的。
• MySQL同时提供了一组操作JSON类型数据的内置函数。
• 更优化的存储格式，存储在JSON列中的JSON数据会被转成内部特定的存储格式，允许快速读取。
• 可以基于JSON格式的特征支持修改特定的键值。（即不需要把整条内容拿出来放到程序中遍历然后寻找替换再塞回去，MySQL内置的函数允许你通过一条SQL语句就能搞定）

JSON 数据类型

JSON 对象

• 使用对象操作的方法进行查询：字段->\\\'$.json属性\\\'
• 使用函数进行查询：json_extract(字段, \\\'$.json属性\\\')
• 获取JSON数组/对象长度：JSON_LENGTH()

JSON 数组

• 使用对象操作的方法进行查询：字段->\\\'$[0].属性\\\'
• 使用函数进行查询：JSON_CONTAINS(字段,JSON_OBJECT(\\\'json属性\\\', \\\'内容\\\'))
• 获取JSON数组/对象长度：JSON_LENGTH()

创建 JSON

类似varchar，设置主要将字段的type是json，不能设置长度，可以是NULL但不能有默认值。

CREATE TABLE `tinywan_json` (
 id INT ( 11 ) NOT NULL auto_increment,
 tag json NOT NULL COMMENT \\\'标签列表\\\',
 catagory json NOT NULL COMMENT \\\'分类列表\\\',
 create_time INT ( 11 ) DEFAULT NULL COMMENT \\\'创建时间\\\',
PRIMARY KEY ( id ) 
) ENGINE = INNODB DEFAULT charset = utf8mb4;

使用 describe tinywan_json 查看创建的表结构：

mysql> describe tinywan_json;
+-------------+---------+------+-----+---------+----------------+
| Field       | Type    | Null | Key | Default | Extra          |
+-------------+---------+------+-----+---------+----------------+
| id          | int(11) | NO   | PRI | NULL    | auto_increment |
| tag         | json    | NO   |     | NULL    |                |
| catagory    | json    | NO   |     | NULL    |                |
| create_time | int(11) | YES  |     | NULL    |                |
+-------------+---------+------+-----+---------+----------------+
4 rows in set (0.05 sec)

写入JSON数据

INSERT INTO tinywan_json ( catagory, tag )
VALUES
 ( \\\'{\\\"0\\\":\\\"厨卫\\\",\\\"1\\\":\\\"童装\\\",\\\"2\\\":\\\"休闲\\\"}\\\', \\\'[\\\"Good\\\",\\\"Fine\\\",\\\"Bad\\\"]\\\' );

MYSQL也有专门的函数 JSON_OBJECT, JSON_ARRAY函数生成json格式的数据。

INSERT INTO tinywan_json ( catagory, tag )
VALUES
 ( JSON_OBJECT ( \\\"name\\\", \\\"John\\\", \\\"age\\\", 23 ), JSON_ARRAY ( \\\'Low\\\', \\\'Middle\\\', \\\'High\\\' ) )

查看插入的两条数据

mysql> select * from tinywan_json;
+----+---------------------------+-----------------------------------------+-------------+
| id | tag                       | catagory                                | create_time |
+----+---------------------------+-----------------------------------------+-------------+
|  1 | [\\\"Good\\\", \\\"Fine\\\", \\\"Bad\\\"]   | {\\\"0\\\": \\\"厨卫\\\", \\\"1\\\": \\\"童装\\\", \\\"2\\\": \\\"休闲\\\"} | NULL        |
|  2 | [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | {\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"}             | NULL        |
+----+---------------------------+-----------------------------------------+-------------+
2 rows in set (0.10 sec)

查询 JSON

查询json中的数据使用 column->path 的形式，其中对象类型path这样表示 $.path，而数组类型则是 $[index]。

查看每一行数据的JSON类型，筛选如下：

mysql> select tag,json_type(tag),catagory,json_type(catagory) from tinywan_json;
+---------------------------+----------------+-----------------------------------------+---------------------+
| tag                       | json_type(tag) | catagory                                | json_type(catagory) |
+---------------------------+----------------+-----------------------------------------+---------------------+
| [\\\"Good\\\", \\\"Fine\\\", \\\"Bad\\\"]   | ARRAY          | {\\\"0\\\": \\\"厨卫\\\", \\\"1\\\": \\\"童装\\\", \\\"2\\\": \\\"休闲\\\"} | OBJECT              |
| [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | ARRAY          | {\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"}             | OBJECT              |
+---------------------------+----------------+-----------------------------------------+---------------------+
2 rows in set (0.07 sec)

筛选出catagory中 name = John的那条记录的所有tag:

mysql> select tag from tinywan_json where catagory->\\\'$.name\\\' = \\\'John\\\';
+---------------------------+
| tag                       |
+---------------------------+
| [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] |
+---------------------------+
1 row in set (0.06 sec)

通过json_type确定了tag的数据类型是ARRAY，那么就可以使用数组索引的方式查询：

mysql> select tag->\\\'$[0]\\\',tag->\\\'$[2024]\\\',tag->\\\'$.notexist\\\' from tinywan_json where catagory->\\\'$.name\\\' = \\\'John\\\';
+-------------+----------------+-------------------+
| tag->\\\'$[0]\\\' | tag->\\\'$[2024]\\\' | tag->\\\'$.notexist\\\' |
+-------------+----------------+-------------------+
| \\\"Low\\\"       | NULL           | NULL              |
+-------------+----------------+-------------------+
1 row in set (0.05 sec)

上面的例子中，可以看到，使用 tag->\\\'$[0]\\\' 的方式如期获取了tag数组内的第一个数据。另外两个，一个tag->\\\'$[2024]\\\'是不存在的数组元素，一个tag->\\\'$.notexist\\\'是不存在的对象键，都返回了 null，这与预期的一致。

还要一个小小的问题，返回的 tag->\\\'$[0]\\\' = \\\"Low\\\"，并且左右有一对双引号，可否去掉呢？使用 JSON_UNQUOTE 函数

mysql> select JSON_UNQUOTE(tag->\\\'$[0]\\\'),tag->\\\'$[2024]\\\',tag->\\\'$.notexist\\\' from tinywan_json where catagory->\\\'$.name\\\' = \\\'John\\\';
+---------------------------+----------------+-------------------+
| JSON_UNQUOTE(tag->\\\'$[0]\\\') | tag->\\\'$[2024]\\\' | tag->\\\'$.notexist\\\' |
+---------------------------+----------------+-------------------+
| Low                       | NULL           | NULL              |
+---------------------------+----------------+-------------------+
1 row in set (0.06 sec)

JSON 条件查询

因为JSON不同于字符串，所以如果用字符串和JSON字段进行比较，是不会相等的。这时可以使用CAST函数，将字符串转成JSON的形式。

mysql> select * from tinywan_json where catagory = \\\'{\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"}\\\';
Empty set

mysql> select * from tinywan_json where catagory = CAST(\\\'{\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"}\\\' as JSON);
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
| id | tag                       | catagory                    | create_time |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
|  2 | [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | {\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"} | NULL        |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
1 row in set (0.07 sec)

对应地，select字段和where筛选条件中，均可以使用 column->path 的方式操作。

mysql> select tag,catagory->\\\'$.age\\\' from tinywan_json where tag->\\\'$[1]\\\' = \\\'Middle\\\';
+---------------------------+-------------------+
| tag                       | catagory->\\\'$.age\\\' |
+---------------------------+-------------------+
| [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | 23                |
+---------------------------+-------------------+
1 row in set (0.07 sec)

特别注意的是。JSON中的元素是严格区分变量类型的，比如说整型和字符串是严格区分的。

mysql> select * from tinywan_json where catagory->\\\'$.age\\\' = 23;
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
| id | tag                       | catagory                    | create_time |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
|  2 | [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | {\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"} | NULL        |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
1 row in set (0.06 sec)

mysql> select * from tinywan_json where catagory->\\\'$.age\\\' = \\\'23\\\';
Empty set

除了用 column->path 的形式搜索，还可以用JSON_CONTAINS 函数，但和 column->path 的形式有点相反的是，JSON_CONTAINS 第二个参数是不接受整数的，无论 json 元素是整型还是字符串，否则会出现错误nvalid data type for JSON data in argument 2 to function json_contains; a JSON string or JSON type is required.

mysql> select * from tinywan_json where JSON_CONTAINS(catagory,\\\'23\\\',\\\'$.age\\\');
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
| id | tag                       | catagory                    | create_time |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
|  2 | [\\\"Low\\\", \\\"Middle\\\", \\\"High\\\"] | {\\\"age\\\": 23, \\\"name\\\": \\\"John\\\"} | NULL        |
+----+---------------------------+-----------------------------+-------------+
1 row in set (0.08 sec)

mysql> select * from tinywan_json where JSON_CONTAINS(catagory,23,\\\'$.age\\\');
Invalid data type for JSON data in argument 2 to function json_contains; a JSON string or JSON type is required.

上面打印的第一行，才是正确的写法。整数应该写成 \\\'int\\\'，字符串则要看值内的情况，很多情况下需要带上双引号，\\\'\\\"string\\\"\\\'，这样写。如下：

mysql> select * from tinywan_json where JSON_CONTAINS(tag,\\\'\\\"Fine\\\"\\\');
+----+-------------------------+-----------------------------------------+-------------+
| id | tag                     | catagory                                | create_time |
+----+-------------------------+-----------------------------------------+-------------+
|  1 | [\\\"Good\\\", \\\"Fine\\\", \\\"Bad\\\"] | {\\\"0\\\": \\\"厨卫\\\", \\\"1\\\": \\\"童装\\\", \\\"2\\\": \\\"休闲\\\"} | NULL        |
+----+-------------------------+-----------------------------------------+-------------+
1 row in set (0.07 sec)

小结

• JSON类型无须预定义字段，适合拓展信息的存储
• 单个JSON文档的大小不能超过4G；单个KEY的大小不能超过两个字节，即64K
• JSON类型适合应用于不常更新的静态数据
• 对搜索较频繁的数据建议增加虚拟列并建立索引