PostgreSQL处理JSON数据

源：https://blog.csdn.net/c_zyer/article/details/130968257?ops_request_misc=&request_id=&biz_id=102&utm_term=PostgreSQL%20%E7%9A%84JSON%20%E5%A4%84%E7%90%86&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_allsobaiduweb~default-3-130968257.nonecase&spm=1018.2226.3001.4187

由于项目内使用的Postgresql 且存储了一些非结构化的json数据，里面含有统计与记录，并且有嵌套关系，所以需要了解如何查询和处理Postgresql中的JSON数据。

Postgresql：9.6
官方文档：http://postgres.cn/docs/9.6/functions-json.html#FUNCTIONS-JSON-CREATION-TABLE
一张基础订单表结构：

-- order表
"id" bigserial primary key,
"order_id" varchar(55) COLLATE "default",
"product_id" int8,
"order_json" text COLLATE "default",
"create_time" timestamp(6),

背景知识：json和jsonb 操作符

操作符	右操作数类型	描述	例子	例子结果
->	int	获得 JSON 数组元素（索引从 0 开始，负整数结束）	‘[{“a”:“foo”},{“b”:“bar”},{“c”:“baz”}]’::json->2	{“c”:“baz”}
->	text	通过键获得 JSON 对象域	‘{“a”: {“b”:“foo”}}’::json->‘a’	{“b”:“foo”}
->>	int	以文本形式获得 JSON 数组元素	‘[1,2,3]’::json->>2	3
->>	text	以文本形式获得 JSON 对象域	‘{“a”:1,“b”:2}’::json->>‘b’	2
#>	text[]	获取在指定路径的 JSON 对象	‘{“a”: {“b”:{“c”: “foo”}}}’::json#>‘{a,b}’	{“c”: “foo”}
#>>	text[]	以文本形式获取在指定路径的 JSON 对象	‘{“a”:[1,2,3],“b”:[4,5,6]}’::json#>>‘{a,2}’	3

问：如何查看JSON指定的key内容？
通过::json的语法

select order_json::json->'orderBody' from order -- 对象域
select order_json::json->>'orderBody' from order -- 文本
select order_json::json#>'{orderBody}' from order -- 对象域
select order_json::json#>>'{orderBody}' from order -- 文本

额外的jsonb操作符

操作符	右操作数类型	描述	例子
@>	jsonb	左边的 JSON 值是否包含顶层右边JSON路径/值项?	'{"a":1, "b":2}'::jsonb @> '{"b":2}'::jsonb
<@	jsonb	左边的JSON路径/值是否包含在顶层右边JSON值中？	'{"b":2}'::jsonb <@ '{"a":1, "b":2}'::jsonb
?	text	字符串是否作为顶层键值存在于JSON值中？	'{"a":1, "b":2}'::jsonb ? 'b'
?|	text[]	这些数组字符串中的任何一个是否作为顶层键值存在？	'{"a":1, "b":2, "c":3}'::jsonb ?| array['b', 'c']
?&	text[]	这些数组字符串是否作为顶层键值存在？	'["a", "b"]'::jsonb ?& array['a', 'b']
||	jsonb	连接两个jsonb值到新的jsonb值	'["a", "b"]'::jsonb || '["c", "d"]'::jsonb
-	text	从左操作数中删除键/值对或字符串元素。基于键值匹配键/值对。	'{"a": "b"}'::jsonb - 'a'
-	integer	删除指定索引的数组元素（负整数结尾）。如果顶层容器不是一个数组，那么抛出错误。	'["a", "b"]'::jsonb - 1
#-	text[]	删除指定路径的域或元素（JSON数组，负整数结尾）	'["a", {"b":1}]'::jsonb #- '{1,b}'

表 9-44展示了能用来创建 json和jsonb值的函数 （当前，没有用于jsonb， row_to_json以及array_to_json的等效函数， 然而，to_jsonb函数提供了许多诸如这些函数的相同功能）。
表 9-44. JSON 创建函数

函数	描述	例子	例子结果
to_json(anyelement) to_jsonb(anyelement)	把值返回为json或者jsonb。数组和组合被（递归地）转换成数组和对象；否则， 如果有从该类型到json的投影，将使用该投影函数来执行转换； 否则将产生一个标量值。对任何一个数值、布尔量或空值的标量类型， 将使用其文本表达，以这样一种方式使其成为有效的json或者jsonb值。	to_json('Fred said "Hi."'::text)	"Fred said \"Hi.\""
array_to_json(anyarray [, pretty_bool])	把数组作为一个 JSON 数组返回。一个 PostgreSQL 多维数组会成为一个数组 的 JSON 数组。如果pretty_bool为真，将在 第 1 维度的元素之间增加换行。	array_to_json('{{1,5},{99,100}}'::int[])	[[1,5],[99,100]]
row_to_json(record [, pretty_bool])	把行作为一个 JSON 对象返回。如果pretty_bool为真，将在第1层元素之间增加换行。	row_to_json(row(1,'foo'))	{"f1":1,"f2":"foo"}
json_build_array(VARIADIC "any") jsonb_build_array(VARIADIC "any")	从一个可变参数列表构造一个可能包含异质类型的 JSON 数组。	json_build_array(1,2,'3',4,5)	[1, 2, "3", 4, 5]
json_build_object(VARIADIC "any") jsonb_build_object(VARIADIC "any")	从一个可变参数列表构造一个 JSON 对象。通过转换，该参数列表由交替 出现的键和值构成。	json_build_object('foo',1,'bar',2)	{"foo": 1, "bar": 2}
json_object(text[]) jsonb_object(text[])	从一个文本数组构造一个 JSON 对象。该数组必须可以是具有偶数个成员的 一维数组（成员被当做交替出现的键/值对），或者是一个二维数组（每一个 内部数组刚好有 2 个元素，可以被看做是键/值对）。	json_object('{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[]) jsonb_object(keys text[], values text[])	json_object的这种形式从两个独立的数组得到键/值对。在其 他方面和一个参数的形式相同。	json_object('{a, b}', '{1,2}')	{"a": "1", "b":

注意: array_to_json和row_to_json与to_json
具有相同的行为，不过它们提供了更好的打印选项。针对to_json所描述 的行为同样也适用于由其他 JSON 创建函数转换的每个值。

注意: hstore扩展有一个从hstore到json 的造型，因此通过 JSON 创建函数转换的hstore值将被表示为 JSON
对象，而不是原始字符串值。

表 9-45展示了可用来处理json 和jsonb值的函数。
表 9-45. JSON 处理函数

函数	返回值	描述	例子	例子结果
json_array_length(json) jsonb_array_length(jsonb)	int	返回最外层 JSON 数组中的元素数量。	json_array_length('[1,2,3,{"f1":1,"f2":[5,6]},4]')	5
json_each(json) jsonb_each(jsonb)	setof key text, value json setof key text, value jsonb	扩展最外层的 JSON 对象成为一组键/值对。	select * from json_each('{"a":"foo", "b":"bar"}')	key | value -----+------- a | "foo" b | "bar"
json_each_text(json) jsonb_each_text(jsonb)	setof key text, value text	扩展最外层的 JSON 对象成为一组键/值对。返回值将是文本类型。	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[]) jsonb_extract_path(from_json jsonb, VARIADIC path_elems text[])	json jsonb	返回由path_elems指向的 JSON 值（等效于#>操作符）。	json_extract_path('{"f2":{"f3":1},"f4":{"f5":99,"f6":"foo"}}','f4')	{"f5":99,"f6":"foo"}
json_extract_path_text(from_json json, VARIADIC path_elems text[]) jsonb_extract_path_text(from_json jsonb, VARIADIC path_elems text[])	text	以文本返回由path_elems指向的 JSON 值（等效于#>>操作符）。	json_extract_path_text('{"f2":{"f3":1},"f4":{"f5":99,"f6":"foo"}}','f4', 'f6')	foo
json_object_keys(json) jsonb_object_keys(jsonb)	setof text	返回最外层 JSON 对象中的键集合。	json_object_keys('{"f1":"abc","f2":{"f3":"a", "f4":"b"}}')	json_object_keys ------------------ f1 f2
json_populate_record(base anyelement, from_json json) jsonb_populate_record(base anyelement, from_json jsonb)	anyelement	扩展from_json中的对象成一个行，它的列匹配由base定义的记录类型（见下文的注释）。	select * from json_populate_record(null::myrowtype, '{"a":1,"b":2}')	a | b ---+--- 1 | 2
json_populate_recordset(base anyelement, from_json json) jsonb_populate_recordset(base anyelement, from_json jsonb)	setof anyelement	扩展from_json中最外的对象数组为一个集合，该集合的列匹配由base定义的记录类型。	select * from json_populate_recordset(null::myrowtype, '[{"a":1,"b":2},{"a":3,"b":4}]')	a | b ---+--- 1 | 2 3 | 4
json_array_elements(json) jsonb_array_elements(jsonb)	setof json setof jsonb	把一个 JSON 数组扩展成一个 JSON 值的集合。	select * from json_array_elements('[1,true, [2,false]]')	value ----------- 1 true [2,false]
json_array_elements_text(json) jsonb_array_elements_text(jsonb)	setof text	把一个 JSON 数组扩展成一个text值集合。	select * from json_array_elements_text('["foo", "bar"]')	value ----------- foo bar
json_typeof(json) jsonb_typeof(jsonb)	text	把最外层的 JSON 值的类型作为一个文本字符串返回。可能的类型是： object、array、string、number、 boolean以及null。	json_typeof('-123.4')	number
json_to_record(json) jsonb_to_record(jsonb)	record	从一个 JSON 对象（见下文的注解）构建一个任意的记录。正如所有返回record 的函数一样，调用者必须用一个AS子句显式地定义记录的结构。	select * from json_to_record('{"a":1,"b":[1,2,3],"c":"bar"}') as x(a int, b text, d text)	a | b | d ---+---------+--- 1 | [1,2,3] |
json_to_recordset(json) jsonb_to_recordset(jsonb)	setof record	从一个 JSON 对象数组（见下文的注解）构建一个任意的记录集合。正如所有返回record 的函数一样，调用者必须用一个AS子句显式地定义记录的结构。	select * from json_to_recordset('[{"a":1,"b":"foo"},{"a":"2","c":"bar"}]') as x(a int, b text);	a | b ---+----- 1 | foo 2 |
json_strip_nulls(from_json json) jsonb_strip_nulls(from_json jsonb)	json jsonb	返回具有空值对象域的from_json。其它空值不变。	json_strip_nulls('[{"f1":1,"f2":null},2,null,3]')	[{"f1":1},2,null,3]
jsonb_set(target jsonb, path text[], new_value jsonb[, create_missing boolean])	jsonb	如果create_missing是真的 （缺省是true）并且通过path 指定部分不存在，那么返回target， 它具有path指定部分， new_value替换部分， 或者new_value添加部分。 正如路径导向的操作符，负整数出现在JSON数组结尾的path>计数中。	jsonb_set('[{"f1":1,"f2":null},2,null,3]', '{0,f1}','[2,3,4]', false) jsonb_set('[{"f1":1,"f2":null},2]', '{0,f3}','[2,3,4]')	[{"f1":[2,3,4],"f2":null},2,null,3] [{"f1": 1, "f2": null, "f3": [2, 3, 4]}, 2]
jsonb_insert(target jsonb, path text[], new_value jsonb, [insert_after boolean])	jsonb	返回被插入了new_value的target。 如果path指定的target 节在一个 JSONB 数组中，new_value 将被插入到目标之前 （insert_after为false，默认情况） 或者之后（insert_after为真）。 如果path指定的target 节在一个 JSONB 对象内，则只有当target 不存在时才插入new_value。对于面向路径的操作符来说， 出现在path中的负整数表示从 JSON 数组的末尾开始计数。	jsonb_insert('{"a": [0,1,2]}', '{a, 1}', '"new_value"') jsonb_insert('{"a": [0,1,2]}', '{a, 1}', '"new_value"', true)	{"a": [0, "new_value", 1, 2]} {"a": [0, 1, "new_value", 2]}
jsonb_pretty(from_json jsonb)	text	作为缩进JSON文本返回from_json。	jsonb_pretty('[{"f1":1,"f2":null},2,null,3]')	[ { "f1": 1, "f2": null }, 2, null, 3 ]

常用的比较操作符

操作符	描述
<	小于
>	大于
<=	小于等于
>=	大于等于
=	等于
<> or !=	不等于

还有更多的jsonb操作符和json操作函数见官方文档

问：怎么处理多层嵌套的JSON？
就是采用基本的JSON语法，注意结果是对象域还是文本，对象域可以继续取用字段，文本就不能继续查看JSON咯

select '{"sites":{"site":{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"}}}'::json->'sites'->'site' -- 对象域
select '{"sites":{"site":{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"}}}'::json->'sites'->>'site' -- 文本

问：怎么处理JSON数组呢?
也是通过JSON的基本操作先定位到数组对象所在的Key,通过key取到对应的value后直接->(0),就可以取用到对应的对象域，注意对象域和文本，转化为文本就不能够在取key和具体数据数据咯
还有很多关于json相关的方法，可以详见官方文档

select '{"sites":{"site":[{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"},{"id":"2","name":"菜鸟工具","url":"c.runoob.com"},{"id":"3","name":"Google","url":"www.google.com"}]}}'::json->'sites'->'site'->(0)

select '{"sites":{"site":[{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"},{"id":"2","name":"菜鸟工具","url":"c.runoob.com"},{"id":"3","name":"Google","url":"www.google.com"}]}}'::json->'sites'->'site'->(0)->>'id'

延伸：如何取用JSON数组的最后一个对象数据？

select json_array_length('{"sites":{"site":[{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"},{"id":"2","name":"菜鸟工具","url":"c.runoob.com"},{"id":"3","name":"Google","url":"www.google.com"}]}}'::json->'sites'->'site') -- 查询json数据的长度

select '{"sites":{"site":[{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"},{"id":"2","name":"菜鸟工具","url":"c.runoob.com"},{"id":"3","name":"Google","url":"www.google.com"}]}}'::json->'sites'->'site'->(json_array_length('{"sites":{"site":[{"id":"1","name":"菜鸟教程","url":"www.runoob.com"},{"id":"2","name":"菜鸟工具","url":"c.runoob.com"},{"id":"3","name":"Google","url":"www.google.com"}]}}'::json->'sites'->'site') -1)

问：怎么替换JSON字符串中的内容？
通过select语句先看一下官方语法

函数	返回值	描述	例子	例子结果
jsonb_set(target jsonb, path text[], new_value jsonb[, create_missing boolean])	jsonb	如果create_missing是真的 （缺省是true）并且通过path 指定部分不存在，那么返回target， 它具有path指定部分， new_value替换部分， 或者new_value添加部分。 正如路径导向的操作符，负整数出现在JSON数组结尾的path>计数中。	(1)jsonb_set(‘[{“f1”:1,“f2”:null},2,null,3]’, ‘{0,f1}’,‘[2,3,4]’, false) (2)jsonb_set(‘[{“f1”:1,“f2”:null},2]’, ‘{0,f3}’,‘[2,3,4]’)	[{“f1”:[2,3,4],“f2”:null},2,null,3] [{“f1”: 1, “f2”: null, “f3”: [2, 3, 4]}, 2]

官方描述的挺明确：jsonb_set的方法

1. 第一位参数，需要是jsonb的对象域
2. 第二位参数，是访问对应value的path(注意这个path的语法可以是{a,b},表名key-a中的key-b,数据的话参看表格中的(2))
3. 第三位参数，就是一个新的值，来替换第一个参数中的第二个参数key的value
4. 第四个参数，如果create_missing是真的 （缺省是true）并且通过path 指定部分不存在，那么返回target，
   它具有path指定部分， new_value替换部分， 或者new_value添加部分。
   正如路径导向的操作符，负整数出现在JSON数组结尾的path>计数中

参照官方文档，简单的一次内容替换

 select jsonb_set(order_json::jsonb,'{premsg}','test'::jsonb) from order 

那么如果是嵌套多层的JSON value可以替换吗？–可以的，语法是一样的，就是需要定位到指定的字段就可以

select jsonb_set((order_json::json->>'rspDesc')::jsonb, '{preOrder}', '"11111"'::jsonb) from order

上面是select语句，那具体的update语句怎么写呢？

语法：UPDATE 表明 set 列名 = (jsonb_set(列名::jsonb,'{key}','"value"'::jsonb)) where 条件 
update order set order_json = jsonb_set(order_json::jsonb,'{rspDesc}',(jsonb_set((event_json::json->>'rspDesc')::jsonb, '{preNumber}', '"999999999"'::jsonb)::jsonb)) -- 需要先把需要改的内容替换好，然后在整体更新替换，此时这个rspDesc是对象域格式

网上基本没有执行成功的例子，在此记录下。
最后再贴一个成功的例子：
PG table： “public”.“MachineData”

Copy 一个MsgData供参考。

{
	"CAMXEvent": {
		"MessageInfo": {
			"dateTime": "2023-04-20T:16:01:35+0800",
			"sender": "M35-AOI2",
			"senderType": "MACHINE",
			"destination": "CGSSERVER",
			"messageId": "CNWUXPRD0441-1681977720860-19202",
			"messageSchema": "2547/ProcessStepStatus.xsd"
		},
		"ProcessStepStatus": {
			"dateTime": "2023-04-20T:16:01:35+0800",
			"itemInstanceId": "JJM35123042001169",
			"sessionRef": "M35-AOI2-JJM35123042001169-2023-04-20T16:01:35+08:00",
			"itemProcessRef": "M35-AOI2-JJM35123042001169-2023-04-20T16:01:35+08:00",
			"processStepId": "AOI",
			"status": "PASSED",
			"imageId": "0",
			"userName": "admin",
			"isRerun": "false",
			"Indictment": [
				{
					"indictmentId": "PASTE",
					"indictmentKey": "Paste",
					"description": "Paste",
					"regionRef": "c8-95",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ131S00063"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "RIGHT OFF",
					"indictmentKey": "Right off",
					"description": "Right off",
					"regionRef": "u1-90",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "HOR OFF",
					"indictmentKey": "Hor off",
					"description": "Hor off",
					"regionRef": "r1-92",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ117S0156"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "HOR OFF",
					"indictmentKey": "Hor off",
					"description": "Hor off",
					"regionRef": "r1-91",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ117S0156"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "RIGHT OFF",
					"indictmentKey": "Right off",
					"description": "Right off",
					"regionRef": "u1-96",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "RIGHT OFF",
					"indictmentKey": "Right off",
					"description": "Right off",
					"regionRef": "u1-95",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "RIGHT OFF",
					"indictmentKey": "Right off",
					"description": "Right off",
					"regionRef": "u1-93",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "HOR OFF",
					"indictmentKey": "Hor off",
					"description": "Hor off",
					"regionRef": "u1-69",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				},
				{
					"indictmentId": "RIGHT OFF",
					"indictmentKey": "Right off",
					"description": "Right off",
					"regionRef": "u1-47",
					"falseClaim": "false",
					"Component": {
						"componentId": "AJ343S00305"
					}
				}
			],
			"Extensions": {
				"ProcessStepStatusInformation": {
					"source": "MACHINE",
					"equipmentName": "M35-AOI2"
				}
			}
		}
	}
}

执行SQL

 SELECT
	"EMT",
	 "MsgData" :: json #>> '{CAMXEvent, ProcessStepStatus,itemInstanceId}' AS SerialNumber,
	 "MsgData" :: json #>> '{CAMXEvent, ProcessStepStatus,status}'AS status,
	"EventTime"
FROM
	"public"."MachineData" 
WHERE
	1 = 1 
	AND "EMT" IN ( '01000007', '01000009' ) 
	AND "EventType" = 'ProcessStepStatus' 
	and "MsgData" :: json #>> '{CAMXEvent, ProcessStepStatus,status}' = 'FAILED'
	LIMIT 10 OFFSET 0

SQL运行结果如下：已经取到json中的serialnumber了。