9.16. Функции и операторы JSON #

В этом разделе описываются:

  • функции и операторы, предназначенные для работы с данными JSON

  • язык путей SQL/JSON

  • функции запросов SQL/JSON

Postgres Pro реализует модель данных SQL/JSON, обеспечивая встроенную поддержку типов данных JSON в среде SQL. В этой модели данные представляются последовательностями элементов. Каждый элемент может содержать скалярные значения SQL, дополнительно определённое в SQL/JSON значение null и составные структуры данных, образуемые объектами и массивами JSON. Данная модель по сути формализует модель данных, описанную в спецификации JSON RFC 7159.

Поддержка SQL/JSON позволяет обрабатывать данные JSON наряду с обычными данными SQL, используя при этом транзакции, например:

  • Загружать данные JSON в базу и сохранять их в обычных столбцах SQL в виде символьных или двоичных строк.

  • Создавать объекты и массивы JSON из реляционных данных.

  • Обращаться к данным JSON, используя функции запросов SQL/JSON и выражения языка путей SQL/JSON.

Чтобы узнать больше о стандарте SQL/JSON, обратитесь к [sqltr-19075-6]. Типы JSON, поддерживаемые в Postgres Pro, описаны в Разделе 8.14.

9.16.1. Обработка и создание данных JSON #

Примечание

Функции, работающие с JSONB, не принимают символы '\u0000'. Чтобы избежать ошибок и заменять их на лету, необходимо указать символ Unicode в параметре конфигурации unicode_nul_character_replacement_in_jsonb.

В Таблице 9.45 показаны имеющиеся операторы для работы с данными JSON (см. Раздел 8.14). Кроме них для типа jsonb, но не для json, определены обычные операторы сравнения, показанные в Таблице 9.1. Они следуют правилам упорядочивания для операций B-дерева, описанным в Подразделе 8.14.4. В Разделе 9.21 вы также можете узнать об агрегатной функции json_agg, которая агрегирует значения записи в виде JSON, и агрегатной функции json_object_agg, агрегирующей пары значений в объект JSON, а также их аналогах для jsonb, функциях jsonb_agg и jsonb_object_agg.

Таблица 9.45. Операторы для типов json и jsonb

Оператор

Описание

Пример(ы)

json -> integerjson

jsonb -> integerjsonb

Извлекает n-й элемент JSON-массива (элементы массива нумеруются с 0, а отрицательные числа задают позиции с конца).

'[{"a":"foo"},{"b":"bar"},{"c":"baz"}]'::json -> 2{"c":"baz"}

'[{"a":"foo"},{"b":"bar"},{"c":"baz"}]'::json -> -3{"a":"foo"}

json -> textjson

jsonb -> textjsonb

Извлекает поле JSON-объекта по заданному ключу.

'{"a": {"b":"foo"}}'::json -> 'a'{"b":"foo"}

json ->> integertext

jsonb ->> integertext

Извлекает n-й элемент из JSON-массива, в виде значения text.

'[1,2,3]'::json ->> 23

json ->> texttext

jsonb ->> texttext

Извлекает поле JSON-объекта по заданному ключу, в виде значения text.

'{"a":1,"b":2}'::json ->> 'b'2

json #> text[]json

jsonb #> text[]jsonb

Извлекает внутренний JSON-объект по заданному пути, элементами которого могут быть индексы массивов или ключи.

'{"a": {"b": ["foo","bar"]}}'::json #> '{a,b,1}'"bar"

json #>> text[]text

jsonb #>> text[]text

Извлекает внутренний JSON-объект по заданному пути в виде значения text.

'{"a": {"b": ["foo","bar"]}}'::json #>> '{a,b,1}'bar


Примечание

Если структура входного JSON не соответствует запросу, например указанный ключ или элемент массива отсутствует, операторы извлечения поля/элемента/пути не выдают ошибку, а возвращают NULL.

Некоторые из следующих операторов существуют только для jsonb, как показано в Таблице 9.46. В Подразделе 8.14.4 описано, как эти операторы могут использоваться для эффективного поиска в индексированных данных jsonb.

Таблица 9.46. Дополнительные операторы jsonb

Оператор

Описание

Пример(ы)

jsonb @> jsonbboolean

Первое значение JSON содержит второе? (Что означает «содержит», подробно описывается в Подразделе 8.14.3.)

'{"a":1, "b":2}'::jsonb @> '{"b":2}'::jsonbt

jsonb <@ jsonbboolean

Первое значение JSON содержится во втором?

'{"b":2}'::jsonb <@ '{"a":1, "b":2}'::jsonbt

jsonb ? textboolean

Текстовая строка присутствует в значении JSON в качестве ключа верхнего уровня или элемента массива?

'{"a":1, "b":2}'::jsonb ? 'b't

'["a", "b", "c"]'::jsonb ? 'b't

jsonb ?| text[]boolean

Какие-либо текстовые строки из массива присутствуют в качестве ключей верхнего уровня или элементов массива?

'{"a":1, "b":2, "c":3}'::jsonb ?| array['b', 'd']t

jsonb ?& text[]boolean

Все текстовые строки из массива присутствуют в качестве ключей верхнего уровня или элементов массива?

'["a", "b", "c"]'::jsonb ?& array['a', 'b']t

jsonb || jsonbjsonb

Соединяет два значения jsonb. При соединении двух массивов получается массив, содержащий все их элементы. При соединении двух объектов получается объект с объединённым набором ключей и значений, при этом в случае совпадения ключей выбирается значение из второго объекта. Все другие варианты соединения реализуются путём преобразования аргументов, отличных от массивов, в массивы с одним элементом, которые затем как массивы и соединяются. Эта операция не рекурсивна — объединение производится только на верхнем уровне структуры объекта или массива.

'["a", "b"]'::jsonb || '["a", "d"]'::jsonb["a", "b", "a", "d"]

'{"a": "b"}'::jsonb || '{"c": "d"}'::jsonb{"a": "b", "c": "d"}

'[1, 2]'::jsonb || '3'::jsonb[1, 2, 3]

'{"a": "b"}'::jsonb || '42'::jsonb[{"a": "b"}, 42]

Чтобы вставить один массив в другой в качестве массива, поместите его в дополнительный массив, например:

'[1, 2]'::jsonb || jsonb_build_array('[3, 4]'::jsonb)[1, 2, [3, 4]]

jsonb - textjsonb

Удаляет ключ (и его значение) из JSON-объекта или соответствующие строковые значения из JSON-массива.

'{"a": "b", "c": "d"}'::jsonb - 'a'{"c": "d"}

'["a", "b", "c", "b"]'::jsonb - 'b'["a", "c"]

jsonb - text[]jsonb

Удаляет из левого операнда все перечисленные ключи или элементы массива.

'{"a": "b", "c": "d"}'::jsonb - '{a,c}'::text[]{}

jsonb - integerjsonb

Удаляет из массива элемент в заданной позиции (отрицательные номера позиций отсчитываются от конца). Выдаёт ошибку, если переданное значение JSON — не массив.

'["a", "b"]'::jsonb - 1["a"]

jsonb #- text[]jsonb

Удаляет поле или элемент массива с заданным путём, в составе которого могут быть индексы массивов или ключи.

'["a", {"b":1}]'::jsonb #- '{1,b}'["a", {}]

jsonb @? jsonpathboolean

Возвращает ли путь JSON какой-либо элемент для указанного значения JSON? (Это полезно только для выражений пути JSON по стандарту SQL, но не для выражений проверки предикатов, поскольку они всегда возвращают значение.)

'{"a":[1,2,3,4,5]}'::jsonb @? '$.a[*] ? (@ > 2)'t

jsonb @@ jsonpathboolean

Возвращает результат проверки предиката пути JSON для указанного значения JSON. (Это полезно только для выражений проверки предикатов, но не для выражений пути JSON по стандарту SQL, поскольку возвращается NULL, если результат пути не является одним логическим значением.)

'{"a":[1,2,3,4,5]}'::jsonb @@ '$.a[*] > 2't


Примечание

Операторы jsonpath @? и @@ подавляют следующие ошибки: отсутствие поля объекта или элемента массива, несовпадение типа элемента JSON и ошибки в числах и дате/времени. Описанные ниже функции, связанные с jsonpath, тоже могут подавлять ошибки такого рода. Это может быть полезно, когда нужно произвести поиск по набору документов JSON, имеющих различную структуру.

В Таблице 9.47 показаны функции, позволяющие создавать значения типов json и jsonb. Для некоторых функций в этой таблице имеется предложение RETURNING, которое определяет возвращаемый тип данных. Это должен быть json, jsonb, bytea, тип символьной строки (text, char или varchar) или тип, который можно привести к json. По умолчанию возвращается тип json.

Таблица 9.47. Функции для создания JSON

Функция

Описание

Пример(ы)

to_json ( anyelement ) → json

to_jsonb ( anyelement ) → jsonb

Преобразует произвольное SQL-значение в json или jsonb. Массивы и составные структуры преобразуются рекурсивно в массивы и объекты (многомерные массивы становятся в JSON массивами массивов). Для других типов, для которых определено приведение к json, применяется эта функция приведения;[a] для всех остальных выдаётся скалярное значение. Значения всех скалярных типов, кроме числового, логического и NULL, представляются в текстовом виде; при этом может добавляться экранирование символов, необходимое для получения допустимых строковых значений json или jsonb.

to_json('Fred said "Hi."'::text)"Fred said \"Hi.\""

to_jsonb(row(42, 'Fred said "Hi."'::text)){"f1": 42, "f2": "Fred said \"Hi.\""}

array_to_json ( anyarray [, boolean] ) → json

Преобразует массив SQL в JSON-массив. Эта функция работает так же, как to_json, но если в необязательном логическом параметре передаётся true, между элементами массива верхнего уровня дополнительно добавляются переводы строк.

array_to_json('{{1,5},{99,100}}'::int[])[[1,5],[99,100]]

json_array ( [ { выражение_значения [FORMAT JSON] } [, ...]] [ { NULL | ABSENT } ON NULL] [RETURNING тип_данных [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]]])

json_array ( [выражение_запроса] [RETURNING тип_данных [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]]])

Создаёт массив JSON либо из набора параметров выражения_значения, либо из результатов выражения_запроса, которое должно быть запросом SELECT, возвращающим один столбец. С указанием ABSENT ON NULL значения NULL игнорируются. Такие значения всегда игнорируются, если используется выражение_запроса.

json_array(1,true,json '{"a":null}')[1, true, {"a":null}]

json_array(SELECT * FROM (VALUES(1),(2)) t)[1, 2]

row_to_json ( record [, boolean] ) → json

Преобразует составное значение SQL в JSON-объект. Эта функция работает так же, как to_json, но если в необязательном логическом параметре передаётся true, между элементами верхнего уровня дополнительно добавляются переводы строк.

row_to_json(row(1,'foo')){"f1":1,"f2":"foo"}

json_build_array ( VARIADIC "any" ) → json

jsonb_build_array ( VARIADIC "any" ) → jsonb

Формирует JSON-массив (возможно, разнородный) из переменного списка аргументов. Каждый аргумент преобразуется методом to_json или to_jsonb.

json_build_array(1, 2, 'foo', 4, 5)[1, 2, "foo", 4, 5]

json_build_object ( VARIADIC "any" ) → json

jsonb_build_object ( VARIADIC "any" ) → jsonb

Формирует JSON-объект из переменного списка аргументов. По соглашению в этом списке перечисляются по очереди ключи и значения. Аргументы, задающие ключи, приводятся к текстовому типу, а аргументы-значения преобразуются методом to_json или to_jsonb.

json_build_object('foo', 1, 2, row(3,'bar')){"foo" : 1, "2" : {"f1":3,"f2":"bar"}}

json_object ( [ { выражение_ключа { VALUE | ':' } выражение_значения [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]] }[, ...]] [ { NULL | ABSENT } ON NULL] [ { WITH | WITHOUT } UNIQUE [KEYS]] [RETURNING тип_данных [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]]])

Создаёт объект JSON из всех заданных пар ключ/значение или пустой объект, если ни одна пара не задана. В аргументе выражение_ключа передаётся скалярное выражение, определяющее ключ JSON, который преобразуется в тип text. Этот параметр не может быть NULL и не должен иметь тип, приводимый к json. С указанием WITH UNIQUE KEYS в выражении_ключа не должно быть дублирующихся значений. С указанием ABSENT ON NULL вся пара пропускается, если выражение_значения равно NULL. Если указать NULL ON NULL или опустить предложение, ключ определяется со значением NULL.

json_object('code' VALUE 'P123', 'title': 'Jaws'){"code" : "P123", "title" : "Jaws"}

json_object ( text[] ) → json

jsonb_object ( text[] ) → jsonb

Формирует объект JSON из текстового массива. Этот массив должен иметь либо одну размерность с чётным числом элементов (в этом случае они воспринимаются как чередующиеся ключи/значения), либо две размерности и при этом каждый внутренний массив содержит ровно два элемента, которые воспринимаются как пара ключ/значение. Все значения преобразуются в строки JSON.

json_object('{a, 1, b, "def", c, 3.5}'){"a" : "1", "b" : "def", "c" : "3.5"}

json_object('{{a, 1}, {b, "def"}, {c, 3.5}}'){"a" : "1", "b" : "def", "c" : "3.5"}

json_object ( keys text[], values text[] ) → json

jsonb_object ( keys text[], values text[] ) → jsonb

Эта форма json_object принимает ключи и значения по парам из двух отдельных текстовых массивов. В остальных отношениях она не отличается от вариации с одним аргументом.

json_object('{a,b}', '{1,2}'){"a": "1", "b": "2"}

json ( выражение [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]] [ { WITH | WITHOUT } UNIQUE [KEYS]] ) → json

Преобразует выражение, заданное в виде строки типа text или bytea (в кодировке UTF-8), в значение JSON. Если в выражении передаётся NULL, возвращается значение SQL NULL. С указанием WITH UNIQUE в выражении не должно быть объектов с дублирующимися ключами.

json('{"a":123, "b":[true,"foo"], "a":"bar"}'){"a":123, "b":[true,"foo"], "a":"bar"}

json_scalar ( выражение )

Преобразует заданное скалярное значение SQL в скалярное значение JSON. Если передаётся NULL, возвращается SQL NULL. Если передаётся число или логическое значение, возвращается соответствующее числовое или логическое значение JSON. Для любого другого значения возвращается строка JSON.

json_scalar(123.45)123.45

json_scalar(CURRENT_TIMESTAMP)"2022-05-10T10:51:04.62128-04:00"

json_serialize ( выражение [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]] [RETURNING тип_данных [FORMAT JSON [ENCODING UTF8]]] )

Преобразует выражение SQL/JSON в символьную или двоичную строку. Аргумент выражение может быть любого типа JSON, любого типа символьных строк или bytea в кодировке UTF-8. Возвращаемый тип в RETURNING может быть любым типом символьных строк или bytea, по умолчанию — text.

json_serialize('{ "a" : 1 } ' RETURNING bytea)\x7b20226122203a2031207d20

[a] Например, в расширении hstore определено преобразование из hstore в json, так что значения hstore, преобразуемые функциями создания JSON, будут представлены в виде объектов JSON, а не как примитивные строковые значения.


В Таблице 9.48 описаны средства SQL/JSON для проверки JSON.

Таблица 9.48. Функции проверки SQL/JSON

Сигнатура функции

Описание

Пример(ы)

выражение IS [ NOT ] JSON [{ VALUE | SCALAR | ARRAY | OBJECT }] [{ WITH | WITHOUT } UNIQUE [KEYS]]

Этот предикат проверяет, может ли аргумент выражение представлять собой JSON (возможно, указанного типа). Если указано SCALAR, ARRAY или OBJECT, проверяется, относится ли JSON к этому конкретному типу. С указанием WITH UNIQUE KEYS все объекты в выражении также проверяются на наличие дубликатов ключей.

SELECT js,
  js IS JSON "json?",
  js IS JSON SCALAR "scalar?",
  js IS JSON OBJECT "object?",
  js IS JSON ARRAY "array?"
FROM (VALUES
      ('123'), ('"abc"'), ('{"a": "b"}'), ('[1,2]'),('abc')) foo(js);
     js     | json? | scalar? | object? | array?
------------+-------+---------+---------+--------
 123        | t     | t       | f       | f
 "abc"      | t     | t       | f       | f
 {"a": "b"} | t     | f       | t       | f
 [1,2]      | t     | f       | f       | t
 abc        | f     | f       | f       | f

SELECT js,
  js IS JSON OBJECT "object?",
  js IS JSON ARRAY "array?",
  js IS JSON ARRAY WITH UNIQUE KEYS "array w. UK?",
  js IS JSON ARRAY WITHOUT UNIQUE KEYS "array w/o UK?"
FROM (VALUES ('[{"a":"1"},
 {"b":"2","b":"3"}]')) foo(js);
-[ RECORD 1 ]-+--------------------
js            | [{"a":"1"},        +
              |  {"b":"2","b":"3"}]
object?       | f
array?        | t
array w. UK?  | f
array w/o UK? | t


В Таблице 9.49 показаны функции, предназначенные для работы со значениями json и jsonb.

Таблица 9.49. Функции для обработки JSON

Функция

Описание

Пример(ы)

json_array_elements ( json ) → setof json

jsonb_array_elements ( jsonb ) → setof jsonb

Разворачивает JSON-массив верхнего уровня в набор значений JSON.

select * from json_array_elements('[1,true, [2,false]]')

   value
-----------
 1
 true
 [2,false]

json_array_elements_text ( json ) → setof text

jsonb_array_elements_text ( jsonb ) → setof text

Разворачивает JSON-массив верхнего уровня в набор значений text.

select * from json_array_elements_text('["foo", "bar"]')

   value
-----------
 foo
 bar

json_array_length ( json ) → integer

jsonb_array_length ( jsonb ) → integer

Возвращает число элементов во внешнем JSON-массиве верхнего уровня.

json_array_length('[1,2,3,{"f1":1,"f2":[5,6]},4]')5

jsonb_array_length('[]')0

json_each ( json ) → setof record ( key text, value json )

jsonb_each ( jsonb ) → setof record ( key text, value jsonb )

Разворачивает JSON-объект верхнего уровня в набор пар ключ/значение (key/value).

select * from json_each('{"a":"foo", "b":"bar"}')

 key | value
-----+-------
 a   | "foo"
 b   | "bar"

json_each_text ( json ) → setof record ( key text, value text )

jsonb_each_text ( jsonb ) → setof record ( key text, value text )

Разворачивает JSON-объект верхнего уровня в набор пар ключ/значение (key/value). Возвращаемые значения будут иметь тип text.

select * from json_each_text('{"a":"foo", "b":"bar"}')

 key | value
-----+-------
 a   | foo
 b   | bar

json_extract_path ( from_json json, VARIADIC path_elems text[] ) → json

jsonb_extract_path ( from_json jsonb, VARIADIC path_elems text[] ) → jsonb

Извлекает внутренний JSON-объект по заданному пути. (То же самое делает оператор #>, но в некоторых случаях может быть удобнее записать путь в виде списка отдельных аргументов.)

json_extract_path('{"f2":{"f3":1},"f4":{"f5":99,"f6":"foo"}}', 'f4', 'f6')"foo"

json_extract_path_text ( from_json json, VARIADIC path_elems text[] ) → text

jsonb_extract_path_text ( from_json jsonb, VARIADIC path_elems text[] ) → text

Извлекает внутренний JSON-объект по заданному пути в виде значения text. (То же самое делает оператор #>>.)

json_extract_path_text('{"f2":{"f3":1},"f4":{"f5":99,"f6":"foo"}}', 'f4', 'f6')foo

json_object_keys ( json ) → setof text

jsonb_object_keys ( jsonb ) → setof text

Выдаёт множество ключей в JSON-объекте верхнего уровня.

select * from json_object_keys('{"f1":"abc","f2":{"f3":"a", "f4":"b"}}')

 json_object_keys
-----------------
 f1
 f2

json_populate_record ( base anyelement, from_json json ) → anyelement

jsonb_populate_record ( base anyelement, from_json jsonb ) → anyelement

Разворачивает JSON-объект верхнего уровня в строку, имеющую составной тип аргумента base. В JSON-объекте просматриваются поля, имена которых соответствуют именам столбцов выходного типа, и их значения вставляются в эти столбцы результата. (Поля, не соответствующие именам никаких выходных столбцов, пропускаются.) Обычно в base просто передаётся NULL, что означает, что выходные столбцы, которым не нашлось соответствие в объекте, получат значения NULL. Однако если в аргументе base передаётся не NULL, то для таких столбцов будут использованы значения из этого аргумента.

Для преобразования значения JSON в SQL-тип выходного столбца последовательно применяются следующие правила:

  • Значение NULL в JSON всегда преобразуется в SQL NULL.

  • Если выходной столбец имеет тип json или jsonb, значение JSON воспроизводится без изменений.

  • Если выходной столбец имеет составной тип (тип кортежа) и значение JSON является объектом JSON, поля этого объекта преобразуются в столбцы типа выходного кортежа в результате рекурсивного применения этих правил.

  • Подобным образом, если выходной столбец имеет тип-массив и значение JSON представляет массив JSON, элементы данного массива преобразуются в элементы выходного массива в результате рекурсивного применения этих правил.

  • Если же значение JSON является строкой, содержимое этой строки передаётся входной функции преобразования для типа данных целевого столбца.

  • В противном случае функции преобразования для типа данных целевого столбца передаётся обычное текстовое представление значения JSON.

В следующем примере значение JSON фиксировано, но обычно такая функция обращается с использованием LATERAL к столбцу json или jsonb из другой таблицы, фигурирующей в предложении FROM. Функция json_populate_record в предложении FROM будет работать эффективно, так как все извлечённые столбцы можно использовать, не выполняя повторные вызовы функции.

create type subrowtype as (d int, e text); create type myrowtype as (a int, b text[], c subrowtype);

select * from json_populate_record(null::myrowtype, '{"a": 1, "b": ["2", "a b"], "c": {"d": 4, "e": "a b c"}, "x": "foo"}')

 a |   b       |      c
---+-----------+-------------
 1 | {2,"a b"} | (4,"a b c")

jsonb_populate_record_valid ( base anyelement, from_json json ) → boolean

Функция для тестирования jsonb_populate_record. Возвращает true, если jsonb_populate_record завершится без ошибки для данного входного объекта JSON, то есть ввод был допустимым, или false в противном случае.

CREATE TYPE jsb_char2 AS (a char(2));

SELECT jsonb_populate_record_valid(NULL::jsb_char2, '{"a": "aaa"}');

 jsonb_populate_record_valid
-----------------------------
 f
(1 row)

SELECT * FROM jsonb_populate_record(NULL::jsb_char2, '{"a": "aaa"}') q;

ОШИБКА:  значение не умещается в тип character(2)

SELECT jsonb_populate_record_valid(NULL::jsb_char2, '{"a": "aa"}');

 jsonb_populate_record_valid
-----------------------------
 t
(1 row)

SELECT * FROM jsonb_populate_record(NULL::jsb_char2, '{"a": "aa"}') q;

 a
----
 aa
(1 row)

json_populate_recordset ( base anyelement, from_json json ) → setof anyelement

jsonb_populate_recordset ( base anyelement, from_json jsonb ) → setof anyelement

Разворачивает JSON-массив верхнего уровня с объектами в набор строк, имеющих составной тип аргумента base. Каждый элемент JSON-массива обрабатывается так же, как было описано выше для json[b]_populate_record.

create type twoints as (a int, b int);

select * from json_populate_recordset(null::twoints, '[{"a":1,"b":2}, {"a":3,"b":4}]')

 a | b
---+---
 1 | 2
 3 | 4

json_to_record ( json ) → record

jsonb_to_record ( jsonb ) → record

Разворачивает JSON-объект верхнего уровня в строку, имеющую составной тип, определённый в предложении AS. (Как и со всеми функциями, возвращающими значение record, вызывающий запрос должен явно определять структуру записи в AS.) Выходная запись заполняется полями