MySQL高级函数之：`JSON_STORAGE_SIZE()`：其在`JSON`列存储大小计算中的应用。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

MySQL高级函数之：`JSON_STORAGE_SIZE()`：JSON列存储大小计算中的应用

大家好，今天我们来深入探讨MySQL中的一个非常有用的函数：JSON_STORAGE_SIZE()。在处理JSON数据时，了解JSON数据在数据库中所占用的存储空间至关重要。这关系到数据库的性能优化，容量规划以及成本控制。JSON_STORAGE_SIZE()函数正是用于计算JSON列的存储大小的，它可以帮助我们更好地管理和优化包含JSON数据的数据库。

1. 为什么需要 `JSON_STORAGE_SIZE()`？

在MySQL 5.7.22及更高版本中，引入了原生的JSON数据类型。这种数据类型允许我们在数据库中存储和操作结构化的JSON文档。虽然JSON类型提供了极大的灵活性，但我们也需要关注它的存储效率。

存储空间管理： 了解JSON列占用的存储空间有助于我们规划数据库容量，避免因存储空间不足而导致的问题。
性能优化： 较大的JSON文档可能会影响查询性能。通过JSON_STORAGE_SIZE()，我们可以识别出占用空间较大的JSON文档，并考虑进行优化，例如拆分JSON文档、使用更紧凑的表示形式或对部分数据建立索引。
成本控制： 在云数据库环境中，存储成本通常与存储空间大小直接相关。通过JSON_STORAGE_SIZE()，我们可以评估JSON数据带来的存储成本，并采取相应的优化措施。

2. `JSON_STORAGE_SIZE()` 函数的语法和用法

JSON_STORAGE_SIZE() 函数的语法非常简单：

JSON_STORAGE_SIZE(json_doc)

其中 json_doc 是一个JSON文档。它可以是：

一个包含JSON数据的列名。
一个JSON字符串字面量。
一个返回JSON值的表达式。

该函数返回一个 BIGINT UNSIGNED 类型的值，表示JSON文档占用的存储空间大小，以字节为单位。如果 json_doc 为 NULL，则函数返回 NULL。

示例：

假设我们有一个名为 products 的表，其中包含一个名为 details 的 JSON 列，用于存储产品的详细信息。

CREATE TABLE products (
    id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(255),
    details JSON
);

我们可以使用 JSON_STORAGE_SIZE() 函数来计算 details 列中每个JSON文档的存储大小：

SELECT id, name, JSON_STORAGE_SIZE(details) AS storage_size
FROM products;

3. 使用 `JSON_STORAGE_SIZE()` 的具体示例

让我们通过一些具体的示例来演示 JSON_STORAGE_SIZE() 函数的用法。

示例 1：计算单个 JSON 文档的存储大小

SELECT JSON_STORAGE_SIZE('{"name": "Laptop", "price": 1200, "specs": {"processor": "Intel i7", "memory": "16GB"}}');

这条SQL语句会返回一个数字，表示该JSON字符串占用的存储空间大小。

示例 2：计算表中所有 JSON 文档的存储大小

首先，我们插入一些示例数据到 products 表中：

INSERT INTO products (name, details) VALUES
('Laptop', '{"name": "Laptop", "price": 1200, "specs": {"processor": "Intel i7", "memory": "16GB"}}'),
('Smartphone', '{"name": "Smartphone", "price": 800, "specs": {"camera": "12MP", "storage": "128GB"}}'),
('Tablet', '{"name": "Tablet", "price": 300, "specs": {"screen_size": "10 inch", "battery": "8000mAh"}}');

然后，我们可以查询表中所有JSON文档的存储大小：

SELECT id, name, JSON_STORAGE_SIZE(details) AS storage_size
FROM products;

查询结果可能如下所示：

id	name	storage_size
1	Laptop	98
2	Smartphone	87
3	Tablet	84

示例 3：查找占用空间最大的 JSON 文档

我们可以使用 ORDER BY 和 LIMIT 子句来查找表中占用空间最大的JSON文档：

SELECT id, name, JSON_STORAGE_SIZE(details) AS storage_size
FROM products
ORDER BY storage_size DESC
LIMIT 1;

这条SQL语句会返回占用空间最大的JSON文档的 id、name 和 storage_size。

示例 4：计算 JSON 列的总存储大小

我们可以使用 SUM() 函数来计算JSON列的总存储大小：

SELECT SUM(JSON_STORAGE_SIZE(details)) AS total_storage_size
FROM products;

这条SQL语句会返回JSON列的总存储大小。

示例 5: 结合条件语句使用

我们可以结合WHERE子句，只计算满足特定条件的JSON文档的存储大小。例如，只计算价格高于500的产品的JSON文档大小：

SELECT id, name, JSON_STORAGE_SIZE(details) AS storage_size
FROM products
WHERE JSON_EXTRACT(details, '$.price') > 500;

示例 6: 处理NULL值

如果JSON列允许NULL值，我们需要注意处理NULL值的情况。可以使用IFNULL()或COALESCE()函数来避免因NULL值导致的问题：

SELECT id, name, JSON_STORAGE_SIZE(IFNULL(details, '{}')) AS storage_size
FROM products;

在这个例子中，如果details列的值为NULL，则使用一个空的JSON对象{}来代替，以避免JSON_STORAGE_SIZE()函数返回NULL。

4. `JSON_STORAGE_SIZE()` 与 `JSON_LENGTH()` 的区别

JSON_STORAGE_SIZE() 和 JSON_LENGTH() 是两个不同的函数，它们的功能也不同。

JSON_STORAGE_SIZE()：返回JSON文档占用的存储空间大小（以字节为单位）。
JSON_LENGTH()：返回JSON文档的长度。对于JSON对象，长度是键值对的数量。对于JSON数组，长度是元素的数量。对于标量值，长度是1。

示例：

SELECT
    JSON_STORAGE_SIZE('{"a": 1, "b": 2, "c": 3}') AS storage_size,
    JSON_LENGTH('{"a": 1, "b": 2, "c": 3}') AS json_length;

这条SQL语句会返回：

storage_size	json_length
34	3

在这个例子中，JSON_STORAGE_SIZE() 返回的是JSON字符串占用的存储空间大小（34字节），而 JSON_LENGTH() 返回的是JSON对象中键值对的数量（3）。

5. 影响 `JSON_STORAGE_SIZE()` 的因素

以下因素会影响 JSON_STORAGE_SIZE() 函数的返回值：

JSON文档的内容： JSON文档的内容是影响存储大小的最主要因素。包含更多数据、更长字符串或更多嵌套结构的JSON文档通常占用更多的存储空间。
字符集： JSON文档使用的字符集也会影响存储大小。例如，UTF-8编码的字符可能占用1到4个字节，而ASCII编码的字符只占用1个字节。
MySQL 版本： MySQL版本可能会影响JSON数据的存储方式，从而影响 JSON_STORAGE_SIZE() 的返回值。
存储引擎： 不同的存储引擎（例如InnoDB和MyISAM）可能以不同的方式存储JSON数据，从而影响存储大小。

6. 优化 JSON 列的存储

了解了 JSON_STORAGE_SIZE() 函数后，我们可以采取一些措施来优化JSON列的存储，从而减少存储空间占用，提高查询性能。

精简JSON文档： 避免在JSON文档中存储不必要的数据。只保留应用程序真正需要的数据。
使用更紧凑的表示形式： 尽量使用更紧凑的表示形式来存储数据。例如，可以使用较短的键名，避免使用过长的字符串。
拆分JSON文档： 如果JSON文档非常大，可以考虑将其拆分成多个较小的JSON文档，或者将其中的一些数据提取到单独的列中。
使用压缩： 某些存储引擎支持压缩JSON数据，可以有效减少存储空间占用。例如，在InnoDB中，可以启用表的压缩功能。
选择合适的字符集： 如果JSON文档主要包含ASCII字符，可以考虑使用ASCII字符集，以减少存储空间占用。
定期清理： 定期清理不再需要的JSON数据，以释放存储空间。

7. 注意事项

JSON_STORAGE_SIZE() 函数只能用于计算JSON列的存储大小。不能用于计算其他类型列的存储大小。
JSON_STORAGE_SIZE() 函数返回的是JSON文档占用的实际存储空间大小，包括JSON数据的元数据。
JSON_STORAGE_SIZE() 函数的返回值可能会受到MySQL版本、存储引擎和字符集的影响。
在使用 JSON_STORAGE_SIZE() 函数时，需要注意处理NULL值的情况，避免因NULL值导致的问题。

8. `JSON_STORAGE_SIZE()` 在实际项目中的应用场景

在实际项目中， JSON_STORAGE_SIZE() 函数可以应用于以下场景：

数据分析： 通过分析JSON数据的存储大小，可以了解数据的分布情况，识别出占用空间较大的数据，为数据治理提供依据。
性能监控： 监控JSON数据的存储大小变化，可以及时发现潜在的性能问题，例如JSON文档过大或数据增长过快。
成本控制： 在云数据库环境中，通过计算JSON数据的存储成本，可以评估JSON数据带来的经济效益，并采取相应的优化措施。
数据迁移： 在数据迁移过程中，可以使用 JSON_STORAGE_SIZE() 函数来评估JSON数据的迁移成本和风险。

9. 案例分析

假设我们有一个电商网站，orders 表用于存储订单信息，其中 order_details 列是一个 JSON 列，存储订单的详细信息，包括商品列表、收货地址、支付信息等。

随着业务的发展，orders 表的数据量越来越大，JSON 列的存储空间占用也越来越高。为了优化存储，我们需要分析JSON数据的存储情况，识别出可以优化的部分。

首先，我们可以使用 JSON_STORAGE_SIZE() 函数来计算每个订单的JSON数据存储大小：

SELECT order_id, JSON_STORAGE_SIZE(order_details) AS storage_size
FROM orders;

然后，我们可以使用 ORDER BY 和 LIMIT 子句来查找占用空间最大的订单：

SELECT order_id, JSON_STORAGE_SIZE(order_details) AS storage_size
FROM orders
ORDER BY storage_size DESC
LIMIT 10;

通过分析这些占用空间最大的订单，我们可以发现一些共性问题，例如：

商品列表过长：订单包含过多的商品，导致JSON文档过大。
收货地址信息冗余：收货地址信息包含了不必要的数据，例如详细地址、邮政编码、联系电话等。
支付信息过于详细：支付信息包含了敏感数据，例如信用卡号、CVV码等，这些数据可以从其他地方获取，不需要存储在JSON文档中。

针对这些问题，我们可以采取以下优化措施：

商品列表： 只存储商品ID和数量，不存储商品的详细信息。商品的详细信息可以从 products 表中获取。
收货地址： 只存储收货地址的ID，不存储详细地址信息。详细地址信息可以从 address 表中获取。
支付信息： 只存储支付方式和支付状态，不存储敏感数据。敏感数据可以从支付网关获取。

通过这些优化措施，我们可以有效减少JSON数据的存储空间占用，提高查询性能，并降低存储成本。

10. 总结：善用 `JSON_STORAGE_SIZE()`，优化JSON存储

JSON_STORAGE_SIZE() 函数是MySQL中一个强大的工具，可以帮助我们了解JSON数据在数据库中所占用的存储空间。通过分析JSON数据的存储情况，我们可以采取相应的优化措施，减少存储空间占用，提高查询性能，并降低存储成本，更好地管理和优化包含JSON数据的数据库。记住，优化是一个持续的过程，需要根据实际情况不断调整和改进。

MySQL高级函数之：JSON_STORAGE_SIZE()：JSON列存储大小计算中的应用

1. 为什么需要 JSON_STORAGE_SIZE()？

2. JSON_STORAGE_SIZE() 函数的语法和用法

3. 使用 JSON_STORAGE_SIZE() 的具体示例

4. JSON_STORAGE_SIZE() 与 JSON_LENGTH() 的区别

5. 影响 JSON_STORAGE_SIZE() 的因素