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更新时间：2024-05-07 GMT+08:00
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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都可以称作标量。
  • 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，按最后一个键值为准。

GaussDB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数据以解析的二进制格式存储，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，使用时无需再次解析。

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数据以解析的二进制格式存储， 由于添加了解析机制，因此在输入上稍微慢些，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。

gaussdb=# SELECT 'null'::json;   -- suc
 json 
------
 null
(1 row)

gaussdb=# SELECT 'NULL'::jsonb;  -- err
ERROR:  invalid input syntax for type json

数字 (num-json)：正负整数、小数、0，支持科学计数法。

gaussdb=# SELECT '1'::json;
json 
------
 1
(1 row)

gaussdb=# SELECT '-1.5'::json;
 json 
------
 -1.5
(1 row)

gaussdb=# SELECT '-1.5e-5'::jsonb, '-1.5e+2'::jsonb;
   jsonb   | jsonb 
-----------+-------
 -0.000015 | -150
(1 row)

gaussdb=# 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。
ERROR:  invalid input syntax for type json

布尔(bool-json)：仅true、false，全小写。

gaussdb=# SELECT 'true'::json;
 json 
------
 true
(1 row)

gaussdb=# SELECT 'false'::jsonb;  
 jsonb 
-------
 false
(1 row)

字符串(str-json)：必须是加双引号的字符串。

gaussdb=# SELECT '"a"'::json;
 json 
------
 "a"
(1 row)

gaussdb=# SELECT '"abc"'::jsonb;  
 jsonb 
-------
 "abc"
(1 row)

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。

gaussdb=# SELECT '[1, 2, "foo", null]'::json;
        json         
---------------------
 [1, 2, "foo", null]
(1 row)

gaussdb=# SELECT '[]'::json;
 json 
------
 []
(1 row)

gaussdb=# SELECT '[1, 2, "foo", null, [[]], {}]'::jsonb; 
             jsonb             
-------------------------------
 [1, 2, "foo", null, [[]], {}]
(1 row)

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。

gaussdb=# SELECT '{}'::json;
 json 
------
 {}
(1 row)

gaussdb=# SELECT '{"a": 1, "b": {"a": 2,  "b": null}}'::json;
                json                 
-------------------------------------
 {"a": 1, "b": {"a": 2,  "b": null}}
(1 row)

gaussdb=# SELECT '{"foo": [true, "bar"], "tags": {"a": 1, "b": null}}'::jsonb;  
                        jsonb                        
-----------------------------------------------------
 {"foo": [true, "bar"], "tags": {"a": 1, "b": null}}
(1 row)
  • 区分 'null'::json 和 null::json 是两个不同的概念，类似于字符串 str="null" 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。

JSONB高级特性

  • 注意事项
    • 不支持作为分区键。
    • 不支持外表。

​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： 
      gaussdb=# 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： 
      gaussdb=# 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： 
      gaussdb=# 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-jsonb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-jsonb类型：数值比较。
      • bool-jsonb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，再比较值。

      object-jsonb类型内比较时，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。

  • 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。
gaussdb=# SELECT '"foo"'::jsonb @> '"foo"'::jsonb;
 ?column? 
----------
 t
(1 row)

-- 左侧数组包含了右侧字符串。
gaussdb=# SELECT '[1, "aa", 3]'::jsonb ? 'aa';
 ?column? 
----------
 t
(1 row)

-- 左侧数组包含了右侧的数组所有元素，顺序、重复不重要。
gaussdb=# SELECT '[1, 2, 3]'::jsonb @> '[1, 3, 1]'::jsonb;
 ?column? 
----------
 t
(1 row)

-- 左侧object-json包含了右侧object-json的所有键值对。
gaussdb=# SELECT '{"product": "PostgreSQL", "version": 9.4, "jsonb":true}'::jsonb @> '{"version":9.4}'::jsonb;
 ?column? 
----------
 t
(1 row)

-- 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。
gaussdb=# SELECT '[1, 2, [1, 3]]'::jsonb @> '[1, 3]'::jsonb; 
 ?column? 
----------
 f
(1 row)

gaussdb=# SELECT '{"foo": {"bar": "baz"}}'::jsonb @> '{"bar": "baz"}'::jsonb; 
 ?column? 
----------
 f
(1 row)

    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。

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