详解JSON1：使用TSQL查询数据和更新JSON数据

JSON是一个非常流行的，用于数据交换的数据格式，主要用于Web和移动应用程序中。JSON 使用键/值对（Key:Value pair）存储数据，并且表示嵌套键值对和数组两种复杂数据类型，仅仅使用逗号（引用Key）和中括号（引用数组元素），就能路由到指定的属性或成员，使用简单，功能强大。在SQL Server 2016版本中支持JSON格式，使用Unicode字符类型表示JSON数据，并能对JSON数据进行验证，查询和修改。推荐一款JSON验证和格式化的工具：json formatter。

一，定义和验证JSON数据

使用nvarchar表示JSON数据，通过函数ISJSON函数验证JSON数据是否有效。

declare @json nvarchar(max)
set @json = 
N'{
 "info":{ 
  "type":1,
  "address":{ 
  "town":"bristol",
  "county":"avon",
  "country":"england"
  },
  "tags":["sport", "water polo"]
 },
 "type":"basic"
}'

select isjson(@json)

ISJSON 函数的格式是: ISJSON ( expression ) ，返回1，表示字符串是JSON数据；返回0，表示字符串不是JSON数据；返回NULL，表示 expression是NULL；

二，JSON 数据的PATH 表达式

Path 表达式分为两部分：Path Mode和Path。Path Mode是可选的（optional），有两种模式：lax和strict。

1，Path Mode

在Path 表达式的开始，可以通过lax 或 strict 关键字显式声明Path Mode，如果不声明，默认的Path Mode是lax。在lax 模式下，如果path表达式出错，那么JSON函数返回NULL。在strict模式下，如果Path表达式出错，那么JSON函数抛出错误；

2，Path 表达式

Path是访问JSON数据的途径，有四种运算符：

• $：代表整个JSON 数据的内容；
• 逗号 . ：表示JSON对象的成员，也叫做，字段（Field），或Key；
• 中括号 [] ：表示数组中的元素，元素的起始位置是0；
• Key Name：键的名字，通过Key Name来引用对应的Value；如果Key Name中包含空格，$，逗号，中括号，使用双引号；
  

例如，有如下JSON 数据，通过Path表达式，能够路由到JSON的各个属性：

{ "people": 
 [ 
 { "name": "John", "surname": "Doe" }, 
 { "name": "Jane", "surname": null, "active": true } 
 ] 
}

Path表达式查询的数据是：

• $：表示JSON的内容，是最外层大括号中的所有Item，本例是一个people数组，数组的下标是从0开始的；
• $.people[0]：表示people数组的第一元素：{ "name": "Jane", "surname": null, "active": true }
• $.people[0].name ：从people数组的第一个元素中，查询Key是Name的Item对应的数据，本例是John；
• $.people[1].surname：people数组中部存在surname 字段，由于该Path 表达式没有声明Path Mode，默认值是lax，当Path表达式出现错误时，返回NULL；

三，通过Path查询JSON数据

1，查询标量值（JSON_VALUE）

使用 JSON_VALUE(expression , path ) 函数，从JSON数据，根据Path 参数返回标量值，返回的数据是字符类型。

declare @json nvarchar(max)
set @json = 
N'{
 "info":{ 
  "type":1,
  "address":{ 
  "town":"bristol",
  "county":"avon",
  "country":"england"
  },
  "tags":["sport", "water polo"]
 },
 "type":"basic"
}'

select
 json_value(@json, '$.type') as type,
 json_value(@json, '$.info.type') as info_type,
 json_value(@json, '$.info.address.town') as town,
 json_value(@json, '$.info.tags[0]') as tag

 2，返回JSON数据（JSON_QUERY）

使用 JSON_QUERY ( expression [ , path ] ) 函数，根据Path 参数，返回JSON 数据（JSON fragment)；参数path是可选的（optional），如果不指定option参数，那么默认的path是$，即，返回整个JSON数据。

declare @json nvarchar(max)
set @json = 
N'{
 "info":{ 
  "type":1,
  "address":{ 
  "town":"bristol",
  "county":"avon",
  "country":"england"
  },
  "tags":["sport", "water polo"]
 },
 "type":"basic"
}'

select
 json_query(@json, '$') as json_context,
 json_query(@json, '$.info') as info,
 json_query(@json, '$.info.address') as info_address,
 json_query(@json, '$.info.tags') as info_tags

四，通过Path修改JSON数据

使用 JSON_MODIFY ( expression , path , newValue ) 修改JSON数据中的属性值，并返回修改之后的JSON数据，该函数修改JSON数据的流程是：

• 修改现有的属性：按照参数path从JSON数据中找到指定的属性，将该属性的Value修改为参数newValue，返回值是修改之后的JSON数据；
• 新增新的键值对（Key：Value pair）：如果JSON数据中不存在指定的属性，那么按照参数Path，在指定的路径上新增键值对；
• 删除键值对（Key：Value pair）：如果参数newValue的值是NULL，那么表示从JSON数据中删除指定的属性；
• append 关键字：用于从JSON数组中，追加一个元素；
  

示例，对JSON数据进行update，insert，delete和追加数据元素

declare @info nvarchar(100) = '{"name":"john","skills":["c#","sql"]}' 
-- update name 
set @info = json_modify(@info, '$.name', 'mike') 
-- insert surname 
set @info = json_modify(@info, '$.surname', 'smith') 
-- delete name 
set @info = json_modify(@info, '$.name', null) 
-- add skill 
set @info = json_modify(@info, 'append $.skills', 'azure')

五，将JSON数据转换为关系表

OPENJSON函数是一个行集函数（RowSet），能够将JSON数据转换为关系表，

OPENJSON( jsonExpression [ , path ] ) 
[ 
 WITH ( 
  colName type [ column_path ] [ AS JSON ] 
 [ , colName type [ column_path ] [ AS JSON ] ] 
 [ , . . . n ] 
  ) 
]

• path 参数：也叫table path，指定关系表在JSON数据中的路径；
• column_path 参数：基于path参数，指定每个column在关系表JSON中的路径，应总是显式指定column path；
• AS JSON 属性：如果指定AS JSON属性，那么 column的数据类型必须定义为nvarchar(max)，表示该column的值是JSON数据；如果不指定AS JSON属性，那么该Column的值是标量值；
• with 选项：指定关系表的Schema，应总是指定with选项；如果不指定with 选项，那么函数返回key，value和type三列；
  

示例，从JSON数据中，以关系表方式呈现数据

declare @json nvarchar(max)
set @json = 
N'{
 "info":{ 
  "type":1,
  "address":{ 
  "town":"bristol",
  "county":"avon",
  "country":"england"
  },
  "tags":["sport", "water polo"]
 },
 "type":"basic"
}'

SELECT info_type,info_address,tags
FROM OPENJSON(@json, '$.info') 
with 
(
info_type tinyint 'lax $.type',
info_address nvarchar(max) 'lax $.address' as json,
tags nvarchar(max) 'lax $.tags' as json
)

六，将关系表数据以JSON格式存储

通过For JSON  Auto/Path，将关系表数据存储为JSON格式，

• Auto 模式：根据select语句中column的顺序，自动生成JSON数据的格式；
• Path 模式：使用column name的格式来生成JSON数据的格式，column name使用逗号分隔（dot-separated）表示组-成员关系；

1，以Auto 模式生成JSON格式

select id,
 name,
 category
from dbo.dt_json
for json auto,root('json')

返回的数据格式是

{ 
 "json":[ 
  { 
   "id":1,
   "name":"C#",
   "category":"Computer"
  },
  { 
   "id":2,
   "name":"English",
   "category":"Language"
  },
  { 
   "id":3,
   "name":"MSDN",
   "category":"Web"
  },
  { 
   "id":4,
   "name":"Blog",
   "category":"Forum"
  }
 ]
}

2，以Path模式生成JSON格式

select id as 'book.id',
 name as 'book.name',
 category as 'product.category'
from dbo.dt_json
for json path,root('json')

返回的数据格式是：

{
"json":[
{
"book":{
"id":1,
"name":"C#"
},
"product":{
"category":"Computer"
}
},
{
"book":{
"id":2,
"name":"English"
},
"product":{
"category":"Language"
}
},
{
"book":{
"id":3,
"name":"MSDN"
},
"product":{
"category":"Web"
}
},
{
"book":{
"id":4,
"name":"Blog"
},
"product":{
"category":"Forum"
}
}
]
}