数据库管理-第130期 JSON二元性（20240109）

数据库管理130期 2024-01-09

第130期 JSON二元性（20240109）
- 1 简介
- 2 关系型表和JSON存储的优劣
- 3 Oracle JSON关系型二元性视图
- 总结

第130期 JSON二元性（20240109）

上周，又双叒飞了一趟上海，也是2024年第一飞，主要是受德哥邀请参加《国产数据库共话未来趋势·第三期-数据库实践哪家强》第一次当主持人（紧张的一批，嘴瓢了好几次），同时进行了《国产数据库最大的敌人》的主题分享，从Oracle的营收与研发投入展现Oracle的强大，同时从Oracle 23c新特性JSON二元性来展现Oracle的创新能力。（视频回放可以关注微信视频号“digoal德哥PostgreSQL”进行查看）
在这里插入图片描述

1 简介

本期就来稍微深入的讲一下JSON二元性，其实这个是去年Oracle 23c新特性探索连更那几篇遗留的一项内容，主要是我在SQL和开发这块确实比较烂，那时候就跳过了JSON二元性这个特性。在CAB/PAB，Oracle通过一个非常直观的栗子讲解了这一特性，我也很荣幸要到了对应的PPT并进行了翻译，在本次大会上进行了分享。
Oracle JSON关系型二元性视图，Oracle JSON Relational Duality Views，简称JSON二元性(官方文档：https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/23/jsnvu/overview-json-relational-duality-views.html)。其实简单点来说就是依然用关系型表用行列方式存放数据，而通过视图来将表映射成JSON模型，并可以通过传统JSON数据库方式来通过这个视图来操作对应数据。
下面我们以一个栗子，搭建并维护一个学生课表APP来展示JSON二元性这一新特性：
在这里插入图片描述

2 关系型表和JSON存储的优劣

关系型表的存储设计其实比较简单，可以实现存储独立性、数据一致性还是查询便捷性：
在这里插入图片描述
通过四表JOIN即可获取需要的结果，但是通过SQL会出现输出结果的重复数据，增加业务侧对数据的处理：

而JSON存储，对于业务程序来说可以做到几乎是拿来即可展示：

在Oracle 23c出现之前，为了在关系型数据库中存放JSON信息，很多数据库，比如Oracle、MySQL、PostgreSQL等已经将JSON作为一种原生数据类型引入数据库中，即将JSON数据存放在列中。但是JSON文档存储也有一些问题，比如数据冗余的问题：
在这里插入图片描述
即多条数据存在相同的内容会出现数据的冗余（这个栗子中就是多个学生有相同的可成），同时如果需要对该条数据进行更新，需要对所有关联数据进行操作（比如某个课程需要换老师或教室），增加了更新的开销和风险。

3 Oracle JSON关系型二元性视图

从Oracle 23c开始Oracle提供了一个存储模型存放所有类型数据的方案，在Oracle眼中数据是以存储为中心，而不是以使用为重，数据的存储模型决定了数据的一切使用方式，包括操作、语言和API：
在这里插入图片描述
JSON关系型二元性视图声明意图将关系型数据作为JSON文档使用，允许数据库使用关系型表生成JSON格式和API：

这个栗子中JSON二元性相关语句如下：

CREATE JSON DUALITY VIEW student_schedule
AS student
{{student    : stuidname       : snamemajor      : majorschedule   : student_courses[ {course{time      : timecourse    : cnamecourseId  : cidroom      : room           teacher @unnest{teacher : tname}}} ]
};

在这里插入图片描述

通过JSON关系型二元性视图，将关系型表映射成JSON格式，APP可以使用标准的REST来从视图中GET获取JSON文档，视图同样可以通过MongoDB兼容API或SQL进行访问：

GET school.edu/student_sched?q={"student":{"$eq":"Jill"}}

也可以使用PUTs、MongoDB兼容API或SQL来通过视图编辑文档，数据库检测对文档的变更并且实时更新关系表中的数据：
在这里插入图片描述

PUT school.edu/student_schedule/:stuid

JSON二元性允许JSON文档包含任何对应用方便的数据，JSON关系型二元性视图因为底层标准关系型行模式存储，因此永远不会出现冗余数据，相较于JSON数据库，二元性为应用提供了更好的JSON使用及存储方式：
在这里插入图片描述
另一方面使用JSON二元性功能不需要像传统JSON数据库那样，针对每一种功能设计独立的JSON模型，通过一套关系型表底层可以实现多种JSON模型映射以实现不同的功能，从而降低数据底层逻辑设计难度，提升数据使用便捷性：
在这里插入图片描述
同时，基于关系型表底层可以充分发挥关系型数据库在OLTP的性能优势，并提供更加便捷多元化的分析方式，还可以通过数据库的自动并行进一步提升性能：