PG 中 JSON 字段的应用

13 年发现 pg 有了 json 类型，便从 oracle 转 pg，几年下来也算比较熟稔了，总结几个有益的实践。

用途一：存储设计时无法预料的文档性的数据。比如，通常可以在人员表准备一个 json 类型字段，名字叫 info、tag 之类。人员表是系统很难设计的表，常常需要扩充各类信息，如驾照号、社保号等等，在设计时不能全盘考虑到，这些信息的特点是用于登记、检索，但与其它表没有外键关系。有的信息有多个，比如教育经历，包含有中学大学研究生等等。以往需要分出子表或以嵌套表存储，实现复杂，ER 图规模庞大。引入 JSON 类型后，此类嵌套表几乎都可以合并入 JSON 字段。

又如，网站系统的会员信息中需要保存用户的 APP 设置，这类设置取决于设备程序，专属于该会员，可将设置定义为 JSON 类型，具体需要保存什么信息由 APP 自己掌握。以往也将设置定义为文本，文本丢失了结构，不能适应会员有多个设备（会员可能同时拥有 Android、iOS 两种设备）的情形，JSON 类型拥有数据结构，可以表达 {设备类型: 设置：{}}。

可见，JSON 字段就像可以装入大象的冰箱，打开了这道门就可以存储无尽的信息。采用 JSON 字段后，数据库设计阶段只需要考虑主要业务实体之间的结构，抓大放小，设计思路也更清晰而不至于琐碎。我们知道，软件系统是一个生长的过程，很多东西在设计初期都难以预料，考虑再周详也有未尽之处，何况随着系统使用，需求变更，原以为是属性的，可能要改为数组，原以为是 flat 数组的，可能发现要改用对象数组，这些变迁屡见不鲜，如果采用静态设计，Schema 需要反复调整，对于使用SSH 框架进行开发的，每次调整带来的变动更多。JSON 类型使系统设计更能适合系统不断的演变进化。

将嵌套表放在 JSON 字段中，也避免了 JOIN 带来的性能损失。但有时需要从子表进行检索，如需要查询教育经历包含本科的所有人，这种场景还是应当使用子表，或 JSON 信息和子表同时使用，子表仅用于此类需要从子表出发的检索，这种数据冗余是值得的。

用途二：合并表间继承。表间继承关系通常采用“主从表同主键、从表主键外键到主表主键”实现，PG 数据库还有专门的表继承设计。引入 JSON 类型后，不少继承可以取消。例如，之前常用的组织机构与公司、部门、科室为继承关系，以往公司表、部门表、科室表都从组织机构表继承。引入 JSON 后子类表取消，合并到组织机构表，该表通过 TYPE 字段区分是何种类型的组织机构，对于不同类型的TYPE，其 INFO 字段(JSON) 拥有不同的结构。

这是由于 JSON 数据没有固定结构，每个 JSON 对象都是自说明的，都可以拥有自己的结构，不像静态语言的对象只能获得从类型定义规定的结构。

用途三：从功能角度进行更高级别的抽象。

13 年编写过一个 ETL 工具，在异构数据库中间同步数据。该工具需要将源数据库的数据采集到中心，再由中心分发到目标数据库，数据要在中心 进行存储。中心应该是中立于数据的，不应考虑传输的数据是服装信息、药品信息、还是人员信息，其只应具备传输保管能力，不应具备业务知识，如同 TCP 一样，不应理解传输的是视频还是 HTML，不能为传输HTML搞一个TCP，为传输视频另搞一个TCP。

站在 ETL 功能的视角，所传输的内容都可以理解为对象，据此，可将采集到的数据行不识别结构的全部压缩到一个名为 OBJECT 的 JSON 字段。另外在实际使用时还要考虑对象之间的主从依赖关系，在新增数据时，先新增主表行，再新增子表行，在删除数据时反之。因此，还需要记忆所属对象。最终这个转储中心数据表结构如下：

ID    OBJECT     TYPE      PARENT_ID（FK：ID）

该表其它外围字段此处不赘述。

同样，设计流程系统可着眼于工作环节，将工作环节的其它信息，如地点等等压缩进 JSON 字段，根据这条原理我曾设计过一个万能的 task – actor 表结构，将之前若干貌似各不相干的业务合并为前后相续的 task。

activiti 如能用这种思路组织 task 等信息，当可达到更灵活便利的效果。

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d2js 框架高度支持 json 类型数据，数据库的 json 取出即成为编程语言的对象，编程语言的对象也可直接存入数据库，不需要借助 ORM 映射方式，为开发带来了极大便利。

在没有使用 json 前，很多人担心 json 字段是一个整体无法检索。这个担心大可不必，json 字段存储的对象也可对其属性进行检索，并可建立索引。当然，也不是没有缺陷，作为一个整体，在更新时会一次性引发若干索引的更新。但相比得到的优势来说，优势更为明显。

另外，在实践中 pg 应使用 jsonb 字段类型，而不是 json 类型，jsonb 是 9.5 后推出的 binary 方式存储的 json 类型，类似 mongodb 的 bson，而 json 类型是字符串方式存储的，显然 jsonb 更节约空间且效率更高。

pg 提供了不少极有用的 json 操作符和函数，应一一试验做一个接触式了解。

PostgreSQL: Documentation: 9.6: JSON Functions and Operators
https://www.postgresql.org/docs/9.6/static/functions-json.html