GBase 8c 数据类型-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)：
 

l 标量(scalar)：单一的数字、bool、string、null都可以叫做标量。

l 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。

l 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。

GBase 8c支持两种存储JSON数据的类型：JSON和JSONB。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。

二者接受输入相同的字符串。但差别在于处理效率：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数据类型以分解的二进制格式存储，这使得由于转换机制而在输入过程略慢些，但是在处理过程明显更快，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，同等语义下只会有一种格式。因此，JSONB能够更好地支持一些额外操作，如按照特定规则进行大小比较等。此外，JSONB还支持索引。

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。

gbase=# select 'null'::json;

json

------

 null

(1 row)

gbase=# select 'NULL'::jsonb;

ERROR:  invalid input syntax for type json

LINE 1: select 'NULL'::jsonb;

               ^

DETAIL:  Token "NULL" is invalid.

CONTEXT:  JSON data, line 1: NULL

referenced column: jsonb

数字 (num-json)：正负整数、小数、0，支持科学计数法。

gbase=# select '1'::json;

json

------

 1

(1 row)

gbase=# select '-1.5'::json;

json

------

 -1.5

(1 row)

gbase=# select '-1.5e-5'::jsonb, '-1.5e+2'::jsonb;

  jsonb   | jsonb

----------+-------

 -.000015 | -150

(1 row)

gbase=# select '001'::json, '+15'::json, 'NaN'::json;

ERROR:  invalid input syntax for type json

LINE 1: select '001'::json , '+15'::json, 'NaN'::json;

               ^

DETAIL:  Token "001" is invalid.

CONTEXT:  JSON data, line 1: 001

referenced column: json

-- 结果表明，JSON数据类型格式不支持多余的前导0，正数的+号，以及NaN和infinity。

布尔(bool-json)：仅true、false，全小写。

gbase=# select 'true'::json;

json

------

 true

(1 row)

gbase=# select 'false'::jsonb;

jsonb

-------

 false

(1 row)

字符串(str-json)：必须是加双引号的字符串。

gbase=# select '"a"'::json;

json

------

 "a"

(1 row)

gbase=# 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。

gbase=# select '[1, 2, "foo", null]'::json;

        json

---------------------

 [1, 2, "foo", null]

(1 row)

gbase=# select '[]'::json;

json

------

 []

(1 row)

gbase=# 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。

gbase=# select '{}'::json;

json

------

 {}

(1 row)

gbase=# select '{"a": 1, "b": {"a": 2, "b": null}}'::json;

                json

------------------------------------

 {"a": 1, "b": {"a": 2, "b": null}}

(1 row)

gbase=# select '{"foo": [true, "bar"], "tags": {"a": 1, "b": null}}'::jsonb;

                        jsonb

-----------------------------------------------------

 {"foo": [true, "bar"], "tags": {"a": 1, "b": null}}

(1 row)

注意：

l 'null'::json 和 null::json 是两个不同的概念，类似字符串 str="" 和str=null的区别。

l 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

l 注意事项

n 不支持列存。

n 不支持作为分区键。

n 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。

l 格式归一化

n 对于输入的object-json字符串，解析成jsonb二进制后，会丢弃语义上无关紧要的细节，比如空格。如下示例：

gbase=# select '   [1, " a ", {"a"   :1  }] '::jsonb;

        jsonb

----------------------

 [1, " a ", {"a": 1}]

(1 row)

n 对于object-json，会删除重复的键值，只保留最后一个出现的。如下示例：

gbase=# select '{"a" : 1, "a" : 2}'::jsonb;

  jsonb

----------

 {"a": 2}

(1 row)

n 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：

gbase=# select '{"aa" : 1, "b" : 2, "a" : 3}'::jsonb;

           jsonb

---------------------------

 {"a": 3, "b": 2, "aa": 1}

(1 row)

l 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。因此可以按照制定的规则，进行大小比较。比较类型排序规则为：object-jsonb > array-jsonb > bool-jsonb > num-jsonb > str- jsonb > null-jsonb

同类型则比较内容：

n 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。

n num-json类型：数值比较

n bool-json类型：true > false

n 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。

n 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，是对格式整理后的结果进行比较，因此相对于直接输入的形式，未必会很直观。

l 创建索引、主外键

n BTREE索引

JSONB类型支持创建btree索引，支持创建主键、外键。

n 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。

l 包含存在

查询JSON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类型的一个重要能力。

-- 简单的标量/原始值只包含相同的值：

gbase=# SELECT '"foo"'::jsonb @> '"foo"'::jsonb;

?column?

----------

 t

(1 row)

-- 左侧数组包含了右侧字符串。

gbase=# SELECT '[1, “aa”, 3]'::jsonb ? 'aa';

ERROR:  invalid input syntax for type json

LINE 1: SELECT '[1, “aa”, 3]'::jsonb ? 'aa';

               ^

DETAIL:  Token "“aa”" is invalid.

CONTEXT:  JSON data, line 1: [1, “aa”...

-- 左侧数组包含了右侧的数组所有元素，顺序、重复不重要。

gbase=# 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。

gbase=# 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。

gbase=# SELECT '[1, 2, [1, 3]]'::jsonb @> '[1, 3]'::jsonb;

?column?

----------

 f

(1 row)

-- 比较相似值但不一致，结果值应返回为false。

gbase=# SELECT '{"foo": {"bar": "baz"}}'::jsonb @> '{"bar": "baz"}'::jsonb;

?column?

----------

 f

(1 row)