MySQL高级函数之：`JSON_ARRAYAGG()`：其在`GROUP BY`中的`JSON`数组聚合。 - 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：JSON_ARRAYAGG() – JSON 数组聚合

大家好，今天我们来深入探讨 MySQL 中一个非常强大的 JSON 函数：JSON_ARRAYAGG()。这个函数的主要作用是将分组后的结果聚合成一个 JSON 数组，它在数据分析、报表生成等场景下有着广泛的应用。我们将从基本概念、语法、使用示例到高级应用，全面解析这个函数。

1. JSON_ARRAYAGG() 的基本概念

JSON_ARRAYAGG() 是 MySQL 5.7.22 版本引入的一个聚合函数。聚合函数作用于一组行，并返回一个单一的值。 JSON_ARRAYAGG() 的特殊之处在于，它返回的是一个 JSON 数组，数组中的每个元素都是输入行中的一个值。这使得我们可以方便地将多个相关的数据点组合成一个结构化的 JSON 对象，便于存储、查询和传输。

2. JSON_ARRAYAGG() 的语法

JSON_ARRAYAGG() 的语法非常简单：

JSON_ARRAYAGG(expr [ORDER BY {col_name | expr} [ASC | DESC], ...])

expr: 这是一个表达式，可以是列名、常量、函数调用等。 JSON_ARRAYAGG() 会将 expr 的值收集到 JSON 数组中。
ORDER BY: 可选子句，用于指定数组元素的排序方式。可以指定一个或多个排序列，以及升序 (ASC) 或降序 (DESC)。

3. JSON_ARRAYAGG() 的使用示例

为了更好地理解 JSON_ARRAYAGG() 的用法，我们创建一个示例表 orders：

CREATE TABLE orders (
    order_id INT PRIMARY KEY,
    customer_id INT,
    product_name VARCHAR(255),
    quantity INT,
    order_date DATE
);

INSERT INTO orders (order_id, customer_id, product_name, quantity, order_date) VALUES
(1, 101, 'Laptop', 1, '2023-01-15'),
(2, 101, 'Mouse', 2, '2023-01-15'),
(3, 102, 'Keyboard', 1, '2023-02-20'),
(4, 102, 'Monitor', 1, '2023-02-20'),
(5, 101, 'Headphones', 1, '2023-03-10'),
(6, 103, 'Laptop', 1, '2023-03-15'),
(7, 103, 'Charger', 1, '2023-03-15');

现在，我们希望获取每个客户购买的所有产品名称，并将它们存储在一个 JSON 数组中。我们可以使用以下查询：

SELECT
    customer_id,
    JSON_ARRAYAGG(product_name) AS products
FROM
    orders
GROUP BY
    customer_id;

这个查询会返回以下结果：

customer_id	products
101	["Laptop", "Mouse", "Headphones"]
102	["Keyboard", "Monitor"]
103	["Laptop", "Charger"]

可以看到，每个客户的 product_name 都被聚合到一个 JSON 数组中。

4. 使用 ORDER BY 对 JSON 数组排序

JSON_ARRAYAGG() 允许我们使用 ORDER BY 子句对数组元素进行排序。例如，我们可以按产品名称的字母顺序对每个客户购买的产品进行排序：

SELECT
    customer_id,
    JSON_ARRAYAGG(product_name ORDER BY product_name) AS products
FROM
    orders
GROUP BY
    customer_id;

这个查询会返回以下结果：

customer_id	products
101	["Headphones", "Laptop", "Mouse"]
102	["Keyboard", "Monitor"]
103	["Charger", "Laptop"]

可以看到，每个客户的 product_name 现在都按字母顺序排列。

我们还可以按多个列进行排序。例如，如果 orders 表中有一个 price 列，我们可以先按价格降序排序，然后按产品名称升序排序：

-- 假设 orders 表中存在 price 列
-- ALTER TABLE orders ADD COLUMN price DECIMAL(10, 2);
-- UPDATE orders SET price = 1200.00 WHERE product_name = 'Laptop';
-- UPDATE orders SET price = 25.00 WHERE product_name = 'Mouse';
-- UPDATE orders SET price = 75.00 WHERE product_name = 'Keyboard';
-- UPDATE orders SET price = 250.00 WHERE product_name = 'Monitor';
-- UPDATE orders SET price = 80.00 WHERE product_name = 'Headphones';
-- UPDATE orders SET price = 20.00 WHERE product_name = 'Charger';

SELECT
    customer_id,
    JSON_ARRAYAGG(product_name ORDER BY price DESC, product_name ASC) AS products
FROM
    orders
GROUP BY
    customer_id;

5. JSON_ARRAYAGG() 与其他 JSON 函数的结合使用

JSON_ARRAYAGG() 可以与其他 JSON 函数结合使用，以实现更复杂的数据处理。例如，我们可以使用 JSON_OBJECT() 创建包含产品名称和数量的 JSON 对象，然后使用 JSON_ARRAYAGG() 将这些对象聚合成一个 JSON 数组：

SELECT
    customer_id,
    JSON_ARRAYAGG(JSON_OBJECT('product_name', product_name, 'quantity', quantity)) AS order_details
FROM
    orders
GROUP BY
    customer_id;

这个查询会返回以下结果：

customer_id	order_details
101	[{"product_name": "Laptop", "quantity": 1}, {"product_name": "Mouse", "quantity": 2}, {"product_name": "Headphones", "quantity": 1}]
102	[{"product_name": "Keyboard", "quantity": 1}, {"product_name": "Monitor", "quantity": 1}]
103	[{"product_name": "Laptop", "quantity": 1}, {"product_name": "Charger", "quantity": 1}]

现在，每个客户的 order_details 都是一个 JSON 数组，数组中的每个元素都是一个包含 product_name 和 quantity 的 JSON 对象。

6. 处理 NULL 值

JSON_ARRAYAGG() 在处理 NULL 值时，默认会将 NULL 值包含在 JSON 数组中。如果你不希望包含 NULL 值，可以使用 IFNULL() 或 COALESCE() 函数将 NULL 值替换为其他值。例如：

SELECT
    customer_id,
    JSON_ARRAYAGG(IFNULL(product_name, 'Unknown')) AS products
FROM
    orders
GROUP BY
    customer_id;

如果 product_name 为 NULL，则会被替换为 ‘Unknown’。

7. JSON_ARRAYAGG() 的限制

虽然 JSON_ARRAYAGG() 非常强大，但也存在一些限制：

版本限制： JSON_ARRAYAGG() 是 MySQL 5.7.22 版本引入的，因此在更早的版本中无法使用。
性能： 对于非常大的数据集，JSON_ARRAYAGG() 的性能可能会受到影响。因为它需要将所有数据收集到内存中，并构建 JSON 数组。
最大长度： MySQL 对字符串的长度有限制，因此 JSON_ARRAYAGG() 生成的 JSON 数组的长度也受到限制。超过最大长度可能会导致截断或错误。具体长度取决于 max_allowed_packet 系统变量。

8. 高级应用：构建复杂的 JSON 结构

JSON_ARRAYAGG() 不仅可以聚合简单的数据类型，还可以构建更复杂的 JSON 结构。假设我们有一个 products 表，其中包含产品信息：

CREATE TABLE products (
    product_id INT PRIMARY KEY,
    product_name VARCHAR(255),
    category_id INT,
    price DECIMAL(10, 2)
);

INSERT INTO products (product_id, product_name, category_id, price) VALUES
(1, 'Laptop', 1, 1200.00),
(2, 'Mouse', 2, 25.00),
(3, 'Keyboard', 2, 75.00),
(4, 'Monitor', 1, 250.00),
(5, 'Headphones', 3, 80.00);

CREATE TABLE categories (
    category_id INT PRIMARY KEY,
    category_name VARCHAR(255)
);

INSERT INTO categories (category_id, category_name) VALUES
(1, 'Electronics'),
(2, 'Peripherals'),
(3, 'Audio');

现在，我们希望获取每个类别的所有产品信息，并将它们存储在一个 JSON 数组中，数组中的每个元素都是一个包含 product_id, product_name 和 price 的 JSON 对象。我们可以使用以下查询：

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

这个查询会返回以下结果：

category_name	products
Electronics	[{"product_id": 1, "product_name": "Laptop", "price": 1200.00}, {"product_id": 4, "product_name": "Monitor", "price": 250.00}]
Peripherals	[{"product_id": 2, "product_name": "Mouse", "price": 25.00}, {"product_id": 3, "product_name": "Keyboard", "price": 75.00}]
Audio	[{"product_id": 5, "product_name": "Headphones", "price": 80.00}]

9. 替代方案

虽然 JSON_ARRAYAGG() 非常方便，但在某些情况下，我们可能需要考虑其他替代方案，例如：

GROUP_CONCAT()： GROUP_CONCAT() 可以将分组后的字符串连接起来，并用指定的分隔符分隔。我们可以使用 GROUP_CONCAT() 将产品名称连接成一个逗号分隔的字符串，然后使用应用程序代码将其转换为 JSON 数组。这种方法的缺点是需要额外的处理步骤，并且难以处理复杂的数据类型。
应用程序代码： 我们可以在应用程序代码中执行分组和聚合操作，并将结果构建成 JSON 数组。这种方法的优点是灵活性高，可以处理各种复杂的数据结构。缺点是需要更多的代码，并且可能会影响性能。

10. 使用场景示例

以下是一些使用 JSON_ARRAYAGG() 的常见场景：

生成报表： 我们可以使用 JSON_ARRAYAGG() 将报表数据聚合成 JSON 数组，方便前端展示和处理。
构建 API 响应： 我们可以使用 JSON_ARRAYAGG() 将数据库查询结果转换为 JSON 格式，作为 API 的响应数据。
数据分析： 我们可以使用 JSON_ARRAYAGG() 将相关的数据点聚合成 JSON 对象，方便进行数据分析和挖掘。
日志聚合： 可以将相同类型的日志信息聚合到同一个JSON数组中，方便查询和分析

11. 总结

JSON_ARRAYAGG() 是 MySQL 中一个非常有用的 JSON 函数，它可以方便地将分组后的结果聚合成 JSON 数组。通过掌握 JSON_ARRAYAGG() 的语法和用法，我们可以更有效地处理和分析数据，构建更强大的应用程序。希望今天的讲解能帮助大家更好地理解和应用 JSON_ARRAYAGG()。

灵活运用JSON_ARRAYAGG，简化数据处理流程

灵活运用 JSON_ARRAYAGG() 可以有效简化数据库查询，将原本需要多次查询才能获得的数据聚合到一起，减少了数据库的压力，也提高了数据处理的效率。学会使用它，能让你在数据库操作中更加得心应手。

MySQL 高级函数：JSON_ARRAYAGG() – JSON 数组聚合

发表回复 取消回复

发表回复取消回复