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前言
在关系型数据库中#xff0c;传统的结构化存储方式要求预先定义好所有的列及其数据类型。
然而#xff0c;随着业务的发展#xff0c;这种设计可能会显得不够灵活#xff0c;尤其是在需要扩展单个列的描述功能时。
JSON数据…利用JSON数据类型优化关系型数据库设计
前言
在关系型数据库中传统的结构化存储方式要求预先定义好所有的列及其数据类型。
然而随着业务的发展这种设计可能会显得不够灵活尤其是在需要扩展单个列的描述功能时。
JSON数据类型的引入为关系型数据库提供了存储非结构化数据的能力打破了关系型与非关系型数据库之间的界限。
本文将深入探讨JSON数据类型的优势并通过实际案例展示如何在业务中有效使用JSON类型。 一、JSON数据类型的优势
1. 灵活的数据结构
JSONJavaScript Object Notation是一种轻量级的数据交换格式支持复杂的数据结构包括对象和数组。
与传统的固定列结构不同JSON类型允许字段的无限扩展无需预先定义所有列。
这种灵活性非常适合存储动态或非结构化的数据。
2. 支持多种数据类型
JSON不仅支持字符串、整型、浮点数等基本数据类型还支持嵌套的JSON对象和数组。
例如可以存储图片的元数据、用户的登录信息或用户画像标签等复杂数据。
3. 高效的查询与索引
从MySQL 5.7版本开始JSON类型支持函数索引和多值索引Multi-Valued Indexes这使得在JSON字段上进行高效查询成为可能。
通过虚拟列和索引可以显著提升查询性能。
4. 简化表结构设计
使用JSON类型可以减少表的列数避免频繁执行 ALTER TABLE操作来添加新列。
这对于需要频繁扩展字段的业务场景非常有用。
二、JSON类型的基本用法
1. JSON对象与数组
JSON对象是由键值对组成的无序集合而JSON数组是由有序的值组成的列表。例如 JSON对象存储图片的元数据 {Image: {Width: 800,Height: 600,Title: View from 15th Floor,Thumbnail: {Url: http://www.example.com/image/481989943,Height: 125,Width: 100},IDs: [116, 943, 234, 38793]}
}JSON数组存储多个地理位置信息 [{precision: zip,Latitude: 37.7668,Longitude: -122.3959,City: SAN FRANCISCO,State: CA},{precision: zip,Latitude: 37.371991,Longitude: -122.026020,City: SUNNYVALE,State: CA}
]2. JSON类型的存储与查询
在MySQL中JSON类型的数据可以通过 JSON_EXTRACT和 -等操作符进行查询。例如
SELECT userId, loginInfo-$.cellphone AS cellphone
FROM UserLogin;三、实战案例用户登录信息存储
1. 表结构设计
假设一个用户可以通过手机、微信、QQ等多种方式登录我们可以使用JSON类型存储登录信息
CREATE TABLE UserLogin (userId BIGINT NOT NULL,loginInfo JSON,PRIMARY KEY(userId)
);2. 插入数据
插入用户登录信息
INSERT INTO UserLogin VALUES
(1, {cellphone: 13918888888, wxchat: 破产码农, QQ: 82946772}),
(2, {cellphone: 15026888888});3. 查询数据
通过 -操作符提取JSON字段
SELECT userId, loginInfo-$.cellphone AS cellphone
FROM UserLogin;4. 创建虚拟列与索引
为了优化查询性能可以创建虚拟列并为其添加索引
ALTER TABLE UserLogin
ADD COLUMN cellphone VARCHAR(255) AS (loginInfo-$.cellphone);ALTER TABLE UserLogin
ADD UNIQUE INDEX idx_cellphone(cellphone);四、实战案例用户画像标签存储
1. 表结构设计
在用户画像场景中可以使用JSON数组存储用户的标签
CREATE TABLE UserTag (userId BIGINT NOT NULL,userTags JSON,PRIMARY KEY(userId)
);2. 插入数据
插入用户标签数据
INSERT INTO UserTag VALUES
(1, [2, 6, 8, 10]), -- 80后、高学历、小资、有房、常看电影
(2, [3, 10, 12]); -- 90后、常看电影、爱外卖3. 多值索引与查询
从MySQL 8.0.17开始支持在JSON数组上创建多值索引
ALTER TABLE UserTag
ADD INDEX idx_user_tags ((CAST(userTags-$ AS UNSIGNED ARRAY)));通过 MEMBER OF、JSON_CONTAINS等函数进行高效查询
-- 查询常看电影的用户
SELECT * FROM UserTag
WHERE 10 MEMBER OF(userTags-$);-- 查询80后且常看电影的用户
SELECT * FROM UserTag
WHERE JSON_CONTAINS(userTags-$, [2, 10]);五、总结
JSON数据类型为关系型数据库提供了存储和处理非结构化数据的能力极大地增强了数据库的灵活性。
通过合理使用JSON类型可以有效解决业务中的动态字段扩展、复杂数据存储等问题。
然而使用JSON类型时也需要注意以下几点
避免滥用JSON类型适合存储动态或非结构化数据但对于固定结构的字段仍建议使用传统的列存储。索引优化通过虚拟列和多值索引可以显著提升JSON字段的查询性能。版本兼容性JSON类型从MySQL 5.7开始支持建议在生产环境中使用MySQL 8.0及以上版本以获得更好的性能和功能支持。
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