MySQL高级函数之：`JSON_ARRAY()`：其在动态创建`JSON`数组中的应用。

MySQL 高级函数之：JSON_ARRAY()：动态创建 JSON 数组的艺术

大家好，今天我们来深入探讨 MySQL 中一个非常实用但可能被忽视的函数：JSON_ARRAY()。在当今数据驱动的世界中，JSON (JavaScript Object Notation) 已经成为数据交换和存储的通用格式。MySQL 从 5.7 版本开始对 JSON 数据类型提供原生支持，这极大地扩展了数据库的应用场景。JSON_ARRAY() 函数正是在这种背景下应运而生，它允许我们动态地创建 JSON 数组，从而灵活地处理各种复杂的数据结构。

什么是 JSON_ARRAY()？

JSON_ARRAY() 是 MySQL 提供的一个函数，用于创建一个包含指定值的 JSON 数组。它可以接受零个或多个参数，并将这些参数转换为一个 JSON 数组。如果没有任何参数，它会返回一个空的 JSON 数组 []。

语法:

JSON_ARRAY([val[, val] ...])

• val: 可以是任何 MySQL 支持的数据类型，包括数值、字符串、日期时间、NULL，甚至其他的 JSON 对象或数组。

返回值:

一个 JSON 数组。 如果任何参数是 NULL，则整个结果也是 NULL。

JSON_ARRAY() 的基本用法

让我们从一些简单的例子开始，了解 JSON_ARRAY() 的基本用法。

示例 1: 创建一个包含数值的 JSON 数组

SELECT JSON_ARRAY(1, 2, 3, 4, 5);
-- 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

示例 2: 创建一个包含字符串的 JSON 数组

SELECT JSON_ARRAY('apple', 'banana', 'cherry');
-- 输出: ["apple", "banana", "cherry"]

示例 3: 创建一个包含混合数据类型的 JSON 数组

SELECT JSON_ARRAY(1, 'apple', TRUE, NULL);
-- 输出: [1, "apple", true, null]

示例 4: 创建一个空的 JSON 数组

SELECT JSON_ARRAY();
-- 输出: []

示例 5: 参数包含 NULL 值

SELECT JSON_ARRAY(1, NULL, 3);
-- 输出: NULL

从上面的例子可以看出，JSON_ARRAY() 函数非常简单易用，可以快速地将一组值转换为 JSON 数组。但是，它的真正威力在于与数据库表数据的结合，以及与其他 JSON 函数的配合使用。

JSON_ARRAY() 与数据库表数据的结合

JSON_ARRAY() 可以与 GROUP_CONCAT() 函数结合使用，动态地将表中的数据聚合成 JSON 数组。这在需要将多个相关记录的信息合并到一个字段中时非常有用。

场景: 假设我们有一个 products 表，包含以下字段：

• id: 产品 ID (INT)
• name: 产品名称 (VARCHAR)
• price: 产品价格 (DECIMAL)

我们希望查询每个类别下的所有产品名称，并将它们存储在一个 JSON 数组中。

步骤:

1. 创建一个 categories 表，并添加一些数据。

   CREATE TABLE categories (
       id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
       name VARCHAR(255) NOT NULL
   );
   
   INSERT INTO categories (name) VALUES
   ('Electronics'),
   ('Clothing'),
   ('Books');

2. 创建 products 表，并添加一些数据，包含 category_id 外键。

   CREATE TABLE products (
       id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
       name VARCHAR(255) NOT NULL,
       price DECIMAL(10, 2) NOT NULL,
       category_id INT,
       FOREIGN KEY (category_id) REFERENCES categories(id)
   );
   
   INSERT INTO products (name, price, category_id) VALUES
   ('Laptop', 1200.00, 1),
   ('Smartphone', 800.00, 1),
   ('T-shirt', 25.00, 2),
   ('Jeans', 75.00, 2),
   ('Database Design', 40.00, 3),
   ('Clean Code', 50.00, 3);

3. 使用 GROUP_CONCAT() 和 JSON_ARRAY() 将产品名称聚合为 JSON 数组。

   SELECT
       c.name AS category_name,
       JSON_ARRAYAGG(p.name) AS product_names
   FROM
       categories c
   LEFT JOIN
       products p ON c.id = p.category_id
   GROUP BY
       c.id;

   注意： MySQL 5.7 及更早版本可能没有 JSON_ARRAYAGG() 函数。 如果没有，可以使用 GROUP_CONCAT() 结合 CONCAT() 和 JSON_ARRAY() 实现类似的功能，但性能可能较差，并且需要处理逗号分隔符的问题。

   SELECT
       c.name AS category_name,
       JSON_ARRAY(GROUP_CONCAT(p.name)) AS product_names
   FROM
       categories c
   LEFT JOIN
       products p ON c.id = p.category_id
   GROUP BY
       c.id;

   重要提示： 使用 GROUP_CONCAT() 时，需要注意 group_concat_max_len 系统变量的限制。 如果聚合的字符串长度超过该变量的值，则会被截断。 可以使用 SET SESSION group_concat_max_len = <value> 命令来增加该变量的值。 更好的选择是使用 JSON_ARRAYAGG()，因为它没有长度限制。

结果:

category_name	product_names
Electronics	["Laptop", "Smartphone"]
Clothing	["T-shirt", "Jeans"]
Books	["Database Design", "Clean Code"]

这个例子展示了如何使用 JSON_ARRAY() 函数结合 GROUP_CONCAT() (或者 JSON_ARRAYAGG()) 将数据库表中的数据动态地聚合为 JSON 数组，方便后续的处理和使用。

JSON_ARRAY() 与其他 JSON 函数的配合使用

JSON_ARRAY() 可以与其他 JSON 函数配合使用，构建更复杂的 JSON 数据结构。 例如，可以结合 JSON_OBJECT() 函数创建包含多个 JSON 对象的数组。

场景: 假设我们希望查询每个类别下的所有产品信息，并将每个产品的信息存储为一个 JSON 对象，然后将这些 JSON 对象组成一个 JSON 数组。

步骤:

SELECT
    c.name AS category_name,
    JSON_ARRAYAGG(
        JSON_OBJECT(
            'id', p.id,
            'name', p.name,
            'price', p.price
        )
    ) AS products
FROM
    categories c
LEFT JOIN
    products p ON c.id = p.category_id
GROUP BY
    c.id;

结果:

category_name	products
Electronics	[{"id": 1, "name": "Laptop", "price": 1200.00}, {"id": 2, "name": "Smartphone", "price": 800.00}]
Clothing	[{"id": 3, "name": "T-shirt", "price": 25.00}, {"id": 4, "name": "Jeans", "price": 75.00}]
Books	[{"id": 5, "name": "Database Design", "price": 40.00}, {"id": 6, "name": "Clean Code", "price": 50.00}]

在这个例子中，我们首先使用 JSON_OBJECT() 函数为每个产品创建一个 JSON 对象，然后使用 JSON_ARRAYAGG() 函数将这些 JSON 对象聚合为一个 JSON 数组。 这样就创建了一个包含多个 JSON 对象的数组，每个 JSON 对象代表一个产品的信息。

在存储过程和函数中使用 JSON_ARRAY()

JSON_ARRAY() 函数可以在存储过程和函数中使用，动态地生成 JSON 数据。 这在需要根据不同的条件生成不同的 JSON 数据时非常有用。

示例: 创建一个存储过程，根据传入的类别 ID 查询该类别下的所有产品名称，并将它们存储在一个 JSON 数组中。

DELIMITER //

CREATE PROCEDURE GetProductsByCategory(IN category_id INT)
BEGIN
    SELECT JSON_ARRAYAGG(name)
    FROM products
    WHERE category_id = category_id;
END //

DELIMITER ;

CALL GetProductsByCategory(1); -- 获取 Electronics 类别下的产品

这个存储过程接受一个类别 ID 作为参数，然后使用 JSON_ARRAYAGG() 函数将该类别下的所有产品名称聚合为一个 JSON 数组，并返回结果。

JSON_ARRAY() 的一些高级用法和注意事项

1. 嵌套使用 JSON_ARRAY(): JSON_ARRAY() 可以嵌套使用，创建多维的 JSON 数组。

   SELECT JSON_ARRAY(JSON_ARRAY(1, 2), JSON_ARRAY(3, 4));
   -- 输出: [[1, 2], [3, 4]]

2. 处理特殊字符: 如果字符串参数包含特殊字符（例如引号、反斜杠等），需要进行转义，以确保生成的 JSON 数组的格式正确。 MySQL 会自动处理大多数情况，但最好还是养成转义的习惯。

3. 性能考虑: 当处理大量数据时，使用 JSON_ARRAY() 函数可能会影响性能。 可以考虑使用其他方法来优化性能，例如使用临时表存储中间结果，或者在应用程序中生成 JSON 数据。 特别是在老版本MySQL中，GROUP_CONCAT的性能问题需要特别注意，尽量使用JSON_ARRAYAGG替代。

4. 与 JSON_MERGE_PRESERVE() 的区别: JSON_MERGE_PRESERVE() 函数也可以用于合并 JSON 数组，但它与 JSON_ARRAY() 的行为不同。 JSON_MERGE_PRESERVE() 用于合并两个或多个现有的 JSON 文档，而 JSON_ARRAY() 用于创建一个新的 JSON 数组。

   SELECT JSON_MERGE_PRESERVE('[1, 2]', '[3, 4]');
   -- 输出: [1, 2, 3, 4]
   
   SELECT JSON_ARRAY(1, 2, 3, 4);
   -- 输出: [1, 2, 3, 4]

   在这个例子中，JSON_MERGE_PRESERVE() 将两个 JSON 数组合并为一个新的 JSON 数组，而 JSON_ARRAY() 创建了一个包含所有指定值的 JSON 数组。

使用场景总结

使用场景	描述	示例
将数据库查询结果转换为 JSON 数组	将数据库表中的数据聚合成 JSON 数组，方便后续的处理和使用。	查询每个类别下的所有产品名称，并将它们存储在一个 JSON 数组中。
创建包含多个 JSON 对象的数组	将数据库表中的数据转换为 JSON 对象，然后将这些 JSON 对象组成一个 JSON 数组。	查询每个类别下的所有产品信息，并将每个产品的信息存储为一个 JSON 对象，然后将这些 JSON 对象组成一个 JSON 数组。
在存储过程和函数中动态生成 JSON 数据	根据不同的条件生成不同的 JSON 数据。	创建一个存储过程，根据传入的类别 ID 查询该类别下的所有产品名称，并将它们存储在一个 JSON 数组中。
构建复杂的 JSON 数据结构（例如多维数组）	通过嵌套使用 JSON_ARRAY() 函数，创建多维的 JSON 数组。	创建一个二维的 JSON 数组，例如 [[1, 2], [3, 4]]。
与其他 JSON 函数配合使用，进行更复杂的数据处理	与 JSON_OBJECT(), JSON_MERGE_PRESERVE() 等函数配合使用，实现更复杂的数据处理逻辑。	将数据库查询结果转换为 JSON 对象，然后使用 JSON_MERGE_PRESERVE() 函数将这些 JSON 对象合并到一个 JSON 文档中。

灵活运用JSON_ARRAY()

JSON_ARRAY() 函数是 MySQL 中一个非常有用的函数，可以帮助我们动态地创建 JSON 数组，从而灵活地处理各种复杂的数据结构。 通过与数据库表数据的结合，以及与其他 JSON 函数的配合使用，我们可以构建更复杂的 JSON 数据结构，满足各种不同的需求。 了解并熟练掌握 JSON_ARRAY() 函数，可以极大地提高我们在 MySQL 中处理 JSON 数据的效率。

希望今天的讲解能够帮助大家更好地理解和使用 JSON_ARRAY() 函数。

技术要点总结

JSON_ARRAY()函数在MySQL中用于动态创建JSON数组。它可以与GROUP_CONCAT()或JSON_ARRAYAGG()结合，方便地聚合数据库表数据。同时，它也能和其他JSON函数配合，构建更复杂的JSON数据结构，从而满足多样化的数据处理需求。