MySQL中JSON字段的使用技巧

mysql5.7.8之后开始原生支持json. 在类似mongodb这种nosql数据库中,json存储数据是非常自然的, 在mysql中合理的使用json,能够带来极大的便利

Json字段的使用场景

在读laravel手册举例子时,我们经常会看到 $user->is_admin 来判断用户是否为管理员,但是在用户表中,admin往往只占很小一部分.如果单开一个is_admin字段是很没有必要的行为.数据库中会有大量的无意义数据存储, 我们可以为user表创建一个 json 字段,来存储我们的is_admin字段

[
    {
        id: 1,
        username: 'weiwenhao',
        rest: { // 冗余字段
            is_admin: 1
        }
    },
    {
        id: 2,
        username: 'eienao',
        rest: null
    }
]
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当然即使不使用json,我们也不会使用is_admin来判断是否为管理员.

可以通过新增admin表或者RABC来标志管理员

依旧是用户表, 很常见的一个需求是第三方登录,如果我们使直接在user表新增facebook_id,facebook_email,facebook_phone_number,google_id,....字段, 可以预见这会造成大量的无意义数据(即使他们不占用内存,或者影响性能)

一种解决办法是 使用一对多关系来解决, 既建立一个 第三方登录表来存储第三方登录的id/email/phone_number等

但是我更喜欢使用json字段来解决这个问题

[
   {
        id: 1,
        username: 'weiwenhao',
        rest: {
            is_admin: 1,
            facebook_id: 2348234,
            facebook_phone_number: 2834723234,
        }
    },
    {
        id: 2,
        username: 'eienao',
        rest: {
            google_id: 2348234,
            google_email: xxx@gmail.com
        }
    }
]
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可以看出,使用json字段使数据表的设计更加自然,集中,业务也相应的更加的简单方便.

Json字段在laravel中的使用

首先是迁移文件 $table->json('rest')->nullable();

laravel对json的使用进行了一定的优化,对于更新和创建我们可以.

$user = new User;
$user->{'rest->google_id'} = 'xxx'; 
# 如果你的rest字段为null,那么上面的操作会使 null 会变成 {google_id: "xxx"}, 不需要再做 是否为null的判定啦
# 如果仅使用上面的插入操作,也不需要在使用模型的修改器来吧 json => array, array => json啦
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当rest字段的值为null时,批量操作无法执行, 类似 update(['rest->google_id' => 'xxx']) 这样的操作执行无效,因此更推荐上面的方式来进行更新操作

对于查找操作可以方便的使用

User::where('rest->google_id','xxx')->firstOrFail()

关于检索的效率问题,在后面内容中给出解决方案

Generated Column (生成列)

5.7新增了生成列, 生成列的值是根据列定义中包含的表达式计算得来.官方示例:计算直角三角形的斜边的长度

CREATE TABLE triangle (
  sidea DOUBLE,
  sideb DOUBLE,
  sidec DOUBLE AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb)) # AS (expression) 为生成列的核心语法
);
INSERT INTO triangle (sidea, sideb) VALUES(1,1),(3,4),(6,8);

# 对于上面的插入,查询可以得到如下结果

mysql> SELECT * FROM triangle;
+-------+-------+--------------------+
| sidea | sideb | sidec              |
+-------+-------+--------------------+
|     1 |     1 | 1.4142135623730951 |
|     3 |     4 |                  5 |
|     6 |     8 |                 10 |
+-------+-------+--------------------+
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上面的 sidec的值 是根据sidea和sideb计算得来, 并未实际的存储在磁盘中.mysql5.7之前我们想要实现上面的需求可能会这样写sql语句

SELECT *,(SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb)) as sidec FROM triangle;
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上面既生成列的主要作用, 实际上生成列有两种子类型,上面的例子属于 virtual (虚拟) 类型的生成列, 其并没有将sidec的值实际存储在磁盘中.

除了virtual, 生成列还支持 stored类型,其创建语句为

#...
sidec DOUBLE AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb)) STORED # stored不指定则默认为 virtual
#...
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当行创建或者更新时, 会重新计算 sidec并将其存储在磁盘中

生成列的另一个重要的特性是可以根据生成列表达式的计算结果建立索引. 其建立索引的方式和普通字段创建索引的方式一致.1

CREATE TABLE triangle (
  sidea DOUBLE,
  sideb DOUBLE,
  sidec DOUBLE AS (SQRT(sidea * sidea + sideb * sideb)) # AS (expression) 为生成列的核心语法
  INDEX(`sidec`)
);
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索引本身也是存储在磁盘中的实际存在的物质, 因此 virtual 生成列 + 索引,可以达到存储空间的最有效利用.

对于stored 生成列 + 索引, 通常不会访问到存储在磁盘中stored 生成列,而是直接访问索引.因此没有必要使用stored生成列

使用生成列为json中的字段添加索引

已user表的rest.google_id为例,建表操作

#...
`rest` json NULL,
# JSON_EXTRACT(`rest`,'$.google_id') 等价于 `rest`->'$.google_id'
# 5.7.13版本后 
# JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT(`rest`,'$.google_id')) 等价于 `rest`->>'$.google_id'
# 使用生成列为json添加索引时,请务必使用 JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT(`rest`,'$.google_id'))/->>
`google_id` varchar GENERATED ALWAYS AS (`rest`->>'$.google_id')) NULL
UNIQUE INDEX(`google_id`)
#...
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在laravel迁移文件中

$table->json('rest')->nullable();

$table->string('rest')->nullable()->unique()->virtualAs('`oauth`->>"$.google_id"');
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有了索引后,当我们执行查询操作

select * from users where `rest`->'$.google_id' = 'xxx' # 通常使用这种更加简单的形式
select * from users where `rest`->>'$.google_id' = 'xxx'

# 上面两种表达式会被mysql的优化器在查询阶段自动优化为 select * from users where google_id = 'xxx'
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一些补充

• virtualAs(oauth->"$.google_id"'); 使用 **->**符号来创建生成列会出现无法使用索引的情况, 原因不是很明了,需要继续研究一下手册. 另外对于创建语句 GENERATED ALWAYS的作用也不是很明了.

• 关于null, 经常会看到一种言论是mysql中使用null作为字段默认值会出现无法索引的情况.但经过查询了解,发现这是一种老中医理论. 我更倾向于使用null作为默认值, 而不是 ''/0/0.0 ,我认为null的表达性更好, laravel中也无时无刻不在提现这种思想.

• 关于json的使用, 最近的项目中,我大部分核心表都有一个json字段,做一些非核心数据的存储和冗余. 比

作者：weiwenhao
链接：https://juejin.im/post/5c1332625188251e663eb925