数据库内核月报 - 2016 / 07

SQLServer · 特性分析 · XML与JSON应用比较

背景

SQL Server是一种强大的数据库引擎,不仅性能卓越,稳定,功能还很强大,SQL Server 2016中已经支持JSON。这让我想到以前工作中经常使用的SQL XML,也对比一下他们几个关键领域的应用方法。这两种SQL特性,在实际的工作中也是常用的功能,特别是JSON在最近发展非常火爆,SQL Server也不落后,很快就在SQL Server2016支持。

广义的XML与JSON

XML用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言,可以用来标记数据、定义数据类型,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言。 XML使用文档类型定义来组织数据;格式统一,跨平台,它早已成为业界公认的标准。JSON一种轻量级的数据交换格式,具有良好的可读和便于快速编写的特性。可在不同平台之间进行数据交换。JSON采用兼容性很高的、完全独立于语言文本格式。关于他的比较,这篇文介绍得非常全面:JSON与XML的区别比较

SQL XML与SQL JSON

使用 xml 数据类型,可以将 XML 文档和片段存储在 SQL Server 数据库中,可以创建 xml 类型的列和变量,并存储 XML 实例。可以选择性地将 XML 架构集合与 xml 数据类型的列、参数或变量进行关联。JSON是一种文本化的数据格式,与xml作为一种数据类型不同,JSON本身在SQL Server中只是一种字符串,用于存储非结构化的数据。根据以前的经验,在SQL Server T-SQL应用中,XML应用主要在下面几个方面:
1. 路径表达式;
2. 查询解析;
3. 生成实例;
4. 实例更改;
5. 索引。
而JSON其实也是类似的应用。下面将介绍SQL XML和SQL JSON具体在这几个方面的应用,请注意,下面的示例请在SQL Server 2016 RC3以上版本运行。

路径表达式

SQL XML路径表达式

xml数据类型自己是没有路径表达式,但SQL Server实现了XQuery语言,该语言支持SQL Server xml数据类型的操作。路径表达式是XQuery最重要的表达式之一,XQuery 路径表达式用于定位文档中的节点,如元素节点、属性节点和文本节点。言归正传,您需要理解以下概念:

相对路径表达式

相对路径表达式由一个或多个步骤组成,步骤间以单斜杠或双斜杠(/ 或 //)分隔。例如:

child::Features 是相对路径表达式,其中 Child 仅指上下文节点的子节点。
  

绝对路径表达式

child::Features 是相对路径表达式,其中 Child 仅指上下文节点的子节点。例如:
表达式 /child::ProductDescription 中的起始斜杠表示它是一个绝对路径表达式。 因为表达式开始处的斜杠返回上下文节点的文档根节点。

轴包含六个概念child,parent,attribute,seft,descendant-or-self,descendant,其中parent是逆向的,其余都是正向的。从名字上能够区分它们的用途。你甚至不必去了解其中含义,看看下面的示例就明白:

DECLARE
  @xml_sample xml 

SET @xml_sample=
  N'<root>
    <a e="111" >
      <b>
        <c>
          <d>3333</d>
        </c>
      </b>
    </a>
    <f>222</f>
  </root>'

SELECT 
  @xml_sample.query(N'/child::root/child::a') AS child ,
    @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/descendant::*') AS  descendant,
  @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/self::*') AS _self_ ,
    @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/parent::root/child::f') AS parent  ,
  @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/descendant-or-self::*') AS des_or_self ,
  @xml_sample.value(N'(/child::root/child::a/attribute::e)[1]',N'int') AS attribute  
                    

上面使用了xml数据类型的操作方法query和value,应用路径表达式的轴节步骤得到不同结果,对比一下结果,就很清晰了。其中*表示以一个节点测试表示节点名称。

节点测试

节点测试是一个条件,并且是路径表达式中的轴步骤的第二个组件。 在步骤中选定的所有节点都必须满足此条件,他有两种节点测试条件:

  • 节点名
    节点名包括属性节点名称和元素节点名称。

  • 节点类型
    节点类型包括comment(),node(),text(),processing-instruction() ,具体含义你也不必深入下去,有兴趣的可自查。

下面用一个示例来说明节点名和节点类型:

DECLARE
  @xml_sample xml 

SET @xml_sample=
  N'<root>
    <a e="111" >
      <!-- my comment --> 
      <b>
        <c>
          <d>3333</d>
        </c>
      </b>
    </a>
    <f>222</f>
  </root>'

SELECT 
  @xml_sample.query(N'/child::root/child::a') AS element_node ,
  @xml_sample.value(N'(/child::root/child::a/attribute::e)[1]',N'int') AS attribute_node  ,
    @xml_sample.value(N'(/child::root/child::f/child::text())[1]',N'int') AS  text_type ,
    @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/child::node()') AS node_type ,
  @xml_sample.query(N'/child::root/child::a/child::comment()') AS comment_type
        

在实际应用中,节点测试用得最多的是节点名和text()类型,需要指出的是在处理大量的xml实例时,如果解析节点文本,不添加text()节点测试,性能会有所影响,可简单自测性能。

可能你会在写路径表达式的时候会感觉到很繁琐,那么,上面两个实例换种方式,就清晰了:

DECLARE
  @xml_sample xml 

SET @xml_sample=
  N'<root>
    <a e="111" >
      <!-- my comment --> 
      <b>
        <c>
          <d>3333</d>
        </c>
      </b>
    </a>
    <f>222</f>
  </root>'

SELECT 
  @xml_sample.query(N'/root/a') AS element_node ,
  @xml_sample.value(N'(/root/a/@e)[1]',N'int') AS attribute_node  ,
    @xml_sample.value(N'(/root/f/text())[1]',N'int') AS  text_type ,
    @xml_sample.query(N'/root/a/node()') AS node_type ,
  @xml_sample.query(N'/root/a/comment()') AS comment_type

SELECT 
  @xml_sample.query(N'/root/a') AS child ,
    @xml_sample.query(N'/root/a/descendant::*') AS  descendant,
  @xml_sample.query(N'/root/a/self::*') AS _self_ ,
    @xml_sample.query(N'/root/a/../f') AS parent  ,
  @xml_sample.query(N'/root/a/descendant-or-self::*') AS des_or_self ,
  @xml_sample.value(N'(/root/a/@e)[1]',N'int') AS attribute

child被省略掉了,这是默认行为,你也不必写parent节点,直接用两点代替”..”,属性用@表示

谓词

谓词通过应用指定的测试来筛选节点序列。 谓词表达式用方括号括起来并绑定到路径表达式中的最后一个节点。有点类似我们基础SQL中的谓词逻辑,比如WHERE条件,你可简单理解为一种条件关系,看下面的示例:

DECLARE 
  @xml_sample xml ,
  @i int =2

SET @xml_sample = N'
    <root>
      <a>
      <b>b1</b>
      <c>111</c>
      </a>
      <a>
      <b>b2</b>
      <c>222</c>
      </a>
    </root>
    '
SELECT 
  @xml_sample.query(N'/root/a[2]'),  
  @xml_sample.query(N'(/root/a/b)[1]'),
  @xml_sample.query(N'/root/a/b[text()="b2"]'),
  @xml_sample.query(N'/root/a[sql:variable("@i")]')

轴、节点测试和谓词是轴步骤的要素,还有一般步骤,这个很少用,有兴趣可以自行了解。

SQL JSON路径表达式

JSON中的路径表达式非常简单,你只需要理解下列两个核心概念就可以随心应手:

路径模式

JSON的路径模式有两种,一种是lax,另外一种是strict,默认的方式是lax。lax模式在路径表达式遇到错误时返回为空,而strict模式会抛出错误,请运行下列语句:

DECLARE  
  @json_sample varchar(500)=
    N'{  
      "info":{    
        "type":1,  
        "address":{    
        "town":"Bristol",  
        "county":"Avon",  
        "country":"England"  
        },  
        "tags":["Sport", "Water polo"]  
       },  
       "type":"Basic"  
    }' 

SELECT 
  JSON_VALUE(@json_sample,'$.type')
SELECT 
  JSON_QUERY(@json_sample,'$.type')
SELECT 
  JSON_QUERY(@json_sample,'lax $.type')
SELECT 
  JSON_QUERY(@json_sample,'strict $.type')

路径

JSON数据的上下文引用使用美元符号$表示,JSON中的各属性作为路径关键名称,比如 $.type,如果属性名称有空格,需要用双引号括起来。如果是数组,需要使用方括号表示位置。“.”表示对象的一个成员。例如:

DECLARE  
  @json_sample varchar(500)=
    N'{"people":  
          [  
          { "name": "John", "surname": "Doe" },  
          { "name": "Jane", "surname": null, "active": true }  
          ]  
    } '

SELECT 
  JSON_VALUE(@json_sample,'$.people[0].name') ,
  JSON_VALUE(@json_sample,'$.people[1].active'),
  JSON_QUERY(@json_sample,'$.people[1]'),
  JSON_QUERY(@json_sample,'$')

查询解析

现在我准备了两个实例,一个是xml,一个是JSON,他们表达的内容是一样的,以这个实例来对比一下查询解析功能。
xml :

<ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>

JSON :

{
  "ROOT": {
    "Customers": [
      {
        "CustomerID": "VINET",
        "ContactName": "Paul Henriot",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "5",
          "OrderDate": "1996-07-04",
          "Order_Details": [
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "11",
              "Quantity": "12"
            },
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "42000",
              "Quantity": "11111"
            }
          ]
        }
      },
      {
        "CustomerID": "LILAS",
        "ContactName": "Carlos Gonzlez",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "3",
          "OrderDate": "1996-07-06",
          "Order_Details": {
            "OrderID": "10283",
            "ProductID": "22",
            "Quantity": "3"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

SQL XML查询解析

在SQL Server中,解析经常使用这些方法:query(),nodes(),value(),openxml,有时也用到exist方法来判定条件。

得到子实例片段

得到实例片段非常简单,使用query方法就好。例如得到CustomerID=“LILAS”的片段Customers信息:

DECLARE 
  @xml_sample xml

SET @xml_sample =N'
  <ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>
'

SELECT 
  @xml_sample.query(N'/ROOT/Customers[@CustomerID="LILAS"]')

得到元素节点文本

得到元素文本值是最基本的操作,现在要获得 CustomerID=”VINET” 的EmployeeID:

DECLARE 
  @xml_sample xml

SET @xml_sample =N'
  <ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>
'

SELECT 
  @xml_sample.value(N'(/ROOT/Customers[@CustomerID="VINET"]/Orders/EmployeeID/text())[1]',N'int')

得到属性值

属性值在路径表达式说过,可以使用attribute或者@标识。比如要得到ContactName:

DECLARE 
  @xml_sample xml

SET @xml_sample =N'
  <ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>
'

SELECT 
  CustomerID=T.c.value(N'@CustomerID',N'varchar(50)'),
  ContactName=T.c.value(N'@ContactName',N'varchar(50)')
FROM @xml_sample.nodes(N'ROOT/Customers') T(c)

构建结果集

现在需要将订单细节和其他信息都生成一个结果集,这个可能觉得很麻烦,其实也不难,只要充分理解路径表达式,看看可以怎么做到?有两种方法:
第一种:nodes()方法

DECLARE 
  @xml_sample xml

SET @xml_sample =N'
  <ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>
'

SELECT 
  CustomerID=T.c.value(N'../../@CustomerID',N'varchar(50)'),
  ContactName=T.c.value(N'../../@ContactName',N'varchar(50)'),
  EmployeeID=T.c.value(N'(../EmployeeID/text())[1]',N'int'),
  OrderDate=T.c.value(N'(../OrderDate/text())[1]',N'datetime'),
  OrderID=T.c.value(N'(OrderID/text())[1]',N'int'),
  ProductID=T.c.value(N'(ProductID/text())[1]',N'int'),
  Quantity=T.c.value(N'(Quantity/text())[1]',N'int')
FROM @xml_sample.nodes(N'ROOT/Customers/Orders/Order_Details') T(c)

第二种:openxml 方法

DECLARE 
  @idoc int, 
  @doc varchar(4000)

SET @doc=N'
  <ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>
'

EXEC sp_xml_preparedocument @idoc OUTPUT, @doc; 

SELECT    
  *
FROM  OPENXML (@idoc, '/ROOT/Customers/Orders/Order_Details') 
WITH (
  CustomerID varchar(50)  '../../@CustomerID',
  ContactName varchar(50)  '../../@ContactName',
  EmployeeID  int  '(../EmployeeID/text())[1]',
  OrderDate datetime '(../OrderDate/text())[1]',
  OrderID int '(OrderID/text())[1]',
  ProductID int '(ProductID/text())[1]',
  Quantity int '(Quantity/text())[1]'

)

EXEC sp_xml_removedocument @idoc; 

如果你对XQuery感兴趣,你还可以从过这种方式来处理,不过这种方式会比较复杂一点,SQL Server是支持XQuery语言操作,请读者自行尝试。

表列处理

假如你的XML片段存在表中,如果要解析处理,只需要使用CROSS APPLY生成一个多列的结果,用nodes方法就可以了,如果遇到条件,并且与列结合,你可能会用到exist方法和sql:column()来处理,上面的结果已经较复杂,这里不需要演示了。有兴趣可自己实战一下。

SQL JSON查询解析

JSON解析相对XML要简单得多,没有属性值,没有文本之类。会使用到的方法有:JSON_QUERY(),JSON_VALUE,ISJSON(),OPENJSON() 。

得到JSON片段

得到实例片段,使用JSON_QUERY方法。例如CustomerID=“LILAS”的片段Customers信息,这里没有xml那么强大,可以通过谓词来过滤,至少现在没有看到这个功能。因此只能指定简单的数组值。

DECLARE 
  @json_sample varchar(5000)

SET @json_sample=N'{
  "ROOT": {
    "Customers": [
      {
        "CustomerID": "VINET",
        "ContactName": "Paul Henriot",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "5",
          "OrderDate": "1996-07-04",
          "Order_Details": [
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "11",
              "Quantity": "12"
            },
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "42000",
              "Quantity": "11111"
            }
          ]
        }
      },
      {
        "CustomerID": "LILAS",
        "ContactName": "Carlos Gonzlez",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "3",
          "OrderDate": "1996-07-06",
          "Order_Details": {
            "OrderID": "10283",
            "ProductID": "22",
            "Quantity": "3"
          }
        }
      }
    ]
  }
}
'

SELECT 
  JSON_QUERY(@json_sample,N'$.ROOT.Customers[1]')

得到节点值

得到JSON的某个值,使用JSON_VALUE方法就好:

DECLARE 
  @json_sample varchar(5000)

SET @json_sample=N'{
  "ROOT": {
    "Customers": [
      {
        "CustomerID": "VINET",
        "ContactName": "Paul Henriot",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "5",
          "OrderDate": "1996-07-04",
          "Order_Details": [
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "11",
              "Quantity": "12"
            },
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "42000",
              "Quantity": "11111"
            }
          ]
        }
      },
      {
        "CustomerID": "LILAS",
        "ContactName": "Carlos Gonzlez",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "3",
          "OrderDate": "1996-07-06",
          "Order_Details": {
            "OrderID": "10283",
            "ProductID": "22",
            "Quantity": "3"
          }
        }
      }
    ]
  }
}
'

SELECT 
  JSON_VALUE(@json_sample,N'$.ROOT.Customers[1].Orders.EmployeeID')

得到结果集

得到结果集,JSON只提供一种方法OPENJSON,没有丰富的路径表达式,因此解析会比较麻烦,下面示例演示与xml生成一样的结果集:

DECLARE 
  @json_sample varchar(5000)

SET @json_sample=N'{
  "ROOT": {
    "Customers": [
      {
        "CustomerID": "VINET",
        "ContactName": "Paul Henriot",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "5",
          "OrderDate": "1996-07-04",
          "Order_Details": [
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "11",
              "Quantity": "12"
            },
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "42000",
              "Quantity": "11111"
            }
          ]
        }
      },
      {
        "CustomerID": "LILAS",
        "ContactName": "Carlos Gonzlez",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "3",
          "OrderDate": "1996-07-06",
          "Order_Details": {
            "OrderID": "10283",
            "ProductID": "22",
            "Quantity": "3"
          }
        }
      }
    ]
  }
}
'
;WITH CustomersJ
AS
(
  SELECT 
    T.* 
  FROM OPENJSON(@json_sample,N'$.ROOT.Customers') 
  WITH (
    CustomerID varchar(50)  N'$.CustomerID' ,
    ContactName varchar(50) N'$.ContactName',
    EmployeeID int N'$.Orders.EmployeeID',
    OrderDate datetime N'$.Orders.OrderDate',
    Orders nvarchar(max) AS JSON
  )  T
)

SELECT 
  CJ.CustomerID,CJ.ContactName,CJ.EmployeeID,
  CJ.OrderDate,O.*
FROM CustomersJ  CJ
CROSS APPLY OPENJSON(CJ.Orders,N'$.Order_Details')
WITH (
  OrderID int N'$.OrderID' ,
  ProductID int N'$.ProductID',
  Quantity int N'$.Quantity'
)

表列处理

表列如果存放的是JSON格式数据,你只需要注意所有列数据需要用CROSS JOIN得到所要处理的JSON对象,其他的也没有特别的。有兴趣可以自己去测试。

生成实例

SQL XML实例生成

生成xml有多种方式,常见的有:常量直接赋值,FOR XML子句,大容量加载:

常量直接赋值

声明一个xml数据类型变量,直接给赋值,这个是最常见的:
例如:

DECLARE 
  @xml_sample xml

SET @xml_sample=N'<a><b>111</b></a>'

如何验证这是一个可用的xml,很简单,执行一下这个语句,变量是xml,如果你的赋值不是xml, 检查是通不过去的,这个有自检查机制保证,如果不是合规的,就会抛错:

Msg 9436, Level 16, State 1, Line 6
XML parsing: line 1, character 16, end tag does not match start tag

FOR XML子句

FOR XML子句可以将表内数据直接生成XML实例,FOR XML子句有四种方式:FOR XML AUTO,FOR XML PATH,FOR XMLEXPLICIT,FOR XML RAW。

  • RAW 模式
    将为 SELECT 语句所返回行集中的每行生成一个 元素。

  • AUTO 模式
    将基于指定 SELECT 语句的方式来使用试探性方法在 XML 结果中生成嵌套。 您对生成的 XML 的形状具有最低限度的控制能力。 除了 AUTO 模式的试探性方法生成的 XML 形状之外,还可以编写 FOR XML 查询来生成 XML 层次结构。

  • EXPLICIT 模式
    允许对 XML 的形状进行更多控制。 您可以随意混合属性和元素来确定 XML 的形状。 由于执行查询而生成的结果行集需要具有特定的格式。 此行集格式随后将映射为 XML 形状。 使用 EXPLICIT 模式能够随意混合属性和元素、创建包装和嵌套的复杂属性、创建用空格分隔的值(例如 OrderID 属性可能具有一列排序顺序 ID 值)以及混合内容。

  • PATH 模式
    与嵌套 FOR XML 查询功能一起以较简单的方式提供了 EXPLICIT 模式的灵活性。

实际上,用的最多的是auto和path模式,就我个人习惯,一直用path模式。下面一个示例,看看如何构建一个复杂的xml,请注意构造时属性,元素以及文本的方法:
将下列列表(其实是上面的示例结果)生成一个xml实例:

xml
将这个结果集放在一个表中tb_xml_sample。然后需构造为:

<ROOT>
    <Customers CustomerID="VINET" ContactName="Paul Henriot">
      <Orders>
        <EmployeeID>5</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-04</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>11</ProductID>
          <Quantity>12</Quantity>
        </Order_Details>
        <Order_Details>
          <OrderID>10248</OrderID>
          <ProductID>42000</ProductID>
          <Quantity>11111</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
    <Customers CustomerID="LILAS" ContactName="Carlos Gonzlez">
      <Orders>
        <EmployeeID>3</EmployeeID>
        <OrderDate>1996-07-06</OrderDate>
        <Order_Details>
          <OrderID>10283</OrderID>
          <ProductID>22</ProductID>
          <Quantity>3</Quantity>
        </Order_Details>
      </Orders>
    </Customers>
  </ROOT>

下面实现:

SELECT 
  CustomerID N'@CustomerID',
  ContactName N'@ContactName',
  EmployeeID N'Orders/EmployeeID',
  OrderDate N'Orders/OrderDate',
  Orders= (
    SELECT 
      OrderID ,ProductID,Quantity
    FROM tb_xml_sample I1
    WHERE I1.EmployeeID=O1.EmployeeID
    AND I1.OrderDate=O1.OrderDate
    FOR XML PATH(N'Order_Details'),TYPE
  )
FROM tb_xml_sample O1
GROUP BY CustomerID,ContactName,EmployeeID,OrderDate
ORDER BY 1 DESC
FOR XML PATH(N'Customers'),ROOT(N'ROOT')

关于PATH(N’’),ROOT(N’’),TYPE等指令,请G一下就明白,主要是生成层次结构及XML正确性验证。

大容量加载

如果xml是一个文件,也可以通过OPENROWSET将文件读取到SQL Server中,如果事先不知道 XML 文档的编码方式,并且数据在转换到 XML 之前被作为字符串或二进制数据而不是 XML 数据来传递,则建议将数据作为 varbinary 处理。
例如,上面的XML保存到文件,然后在SQL Server中读出来:

SELECT 
  xml_sample=CAST(CAST(T.c AS varbinary(max)) AS XML) ,
  T.c
FROM OPENROWSET(BULK 'C:\xml_sample.xml', SINGLE_BLOB) T(c)

SQL JSON实例生成

与XML一样,生成JSON有多种方式,但常见的有常量直接赋值,FOR JSON子句,大容量加载。

常量直接赋值

这个最常用,也是最简单,但JSON在SQL Server是没有类型存在的,要验证JSON是否是合规的,使用ISJOIN判断,ISJOIN为1表示是合规的,为0表示不合规:

DECLARE 
  @json_sample nvarchar(500)

SET @json_sample=N'{
"Order":{
  "OrderID":1222 ,
  "OrderDate": "2016-07-08 00:00:000" ,
  "OrderSalary": 1000
  }
}
'
SELECT ISJSON(@json_sample)

SET @json_sample=N'
"Order":{
  "OrderID":1222 ,
  "OrderDate": "2016-07-08 00:00:000" ,
  "OrderSalary": 1000
}
'
SELECT ISJSON(@json_sample)

FOR JSON子句

FOR JSON 有两种模式,一种是FOR JSON AUTO,另一种是FOR JSON PATH,FOR JSON有几个重要的参数:ROOT(JSON数据的根节点),INCLUDE_NULL_VALUES (处理空间节点时如何显示),WITHOUT_ARRAY_WRAPPER(是否使用方括号将对象包起来)。

  • FOR JSON AUTO模式
    FOR JSON子句在使用PATH模式时,可以控制JSON格式的输出,可以创建复杂的JSON对象。

  • FOR JSON PATH模式
    FOR JSON子句在使用AUTO模式时,JSON输出的格式是查询语句自动完成,因此不能灵活控制JSON的格式。

同样地,我们以查询分析语句那示例来构造JSON对象:

xml

{
  "ROOT": {
    "Customers": [
      {
        "CustomerID": "VINET",
        "ContactName": "Paul Henriot",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "5",
          "OrderDate": "1996-07-04",
          "Order_Details": [
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "11",
              "Quantity": "12"
            },
            {
              "OrderID": "10248",
              "ProductID": "42000",
              "Quantity": "11111"
            }
          ]
        }
      },
      {
        "CustomerID": "LILAS",
        "ContactName": "Carlos Gonzlez",
        "Orders": {
          "EmployeeID": "3",
          "OrderDate": "1996-07-06",
          "Order_Details": {
            "OrderID": "10283",
            "ProductID": "22",
            "Quantity": "3"
          }
        }
      }
    ]
  }
}

JSON对象生成,依然用这个表tb_xml_sample:

SELECT 
  DISTINCT
    CustomerID N'CustomerID' ,
    ContactName N'ContactName',
    EmployeeID N'Orders.EmployeeID',
    OrderDate  N'Orders.OrderDate', 
    Orders=
    (   SELECT 
        OrderID N'OrderID',
        ProductID N'ProductID',
        Quantity N'Quantity'
      FROM tb_xml_sample I
      WHERE I.EmployeeID=O.EmployeeID
      AND I.OrderDate=O.OrderDate
      FOR JSON PATH,ROOT(N'Order_Details')
    ) 
FROM tb_xml_sample O
ORDER BY 1 DESC
FOR JSON PATH,ROOT(N'ROOT')

这段其实运行是有错误的,Property 'Orders' cannot be generated in JSON output due to a conflict with another column name or alias。而实际上,根据XML来看,这个地方出错是不应该的,我需要将EmployeeID/OrderDate 放在Orders下面是很正常的需求。目前的SQL JSON确实做不到(SQL Server 2016 RC3)。那么只有将EmployeeID/OrderDate与ContactName/CustomerID 同一层次位置 ,要完全构造成与上面的一样,目前看来存在问题,这个地方需要继续跟进下去,或许有更多的办法或产品更新 。
  
SELECT 
  DISTINCT
    CustomerID N'CustomerID' ,
    ContactName N'ContactName',
    EmployeeID N'EmployeeID',
    OrderDate  N'OrderDate', 
    Orders=
    (   SELECT 
        OrderID N'OrderID',
        ProductID N'ProductID',
        Quantity N'Quantity'
      FROM tb_xml_sample I
      WHERE I.EmployeeID=O.EmployeeID
      AND I.OrderDate=O.OrderDate
      FOR JSON PATH,ROOT(N'Order_Details')
    ) 
FROM tb_xml_sample O
ORDER BY 1 DESC
FOR JSON PATH,ROOT(N'ROOT')

大容量加载

大容量加载也是通过OPENROWSET ,与XML一样:

SELECT 
  xml_sample=CAST(CAST(T.c AS varbinary(max)) AS varchar(max)) ,
  T.c
FROM OPENROWSET(BULK 'C:\json_sample.json', SINGLE_BLOB) T(c)

实例更改

SQL XML更改实例

实例修改在实际应用中会很少,这里的修改包括DML_XML,使用modify方法,包括删除,更新和插入。下列一个示例表示所有信息:

  • 插入 insert
    可以插入xml片段,可以插入属性,文本,注释,指令,CDATA部分数据,请看下面示例:
DECLARE 
  @xml_sample xml
SET @xml_sample=N'
  <root>
    <name>yang</name>
    <sex>man</sex>
    <other></other>
    <hobby>  
      <item>football</item>
      <item>playgames</item>
    </hobby>
  </root>

--insert as first
SET @xml_sample.modify(N'
    insert <firstname>ay15</firstname>
    as first 
    into (/root)[1]
  ')
SELECT @xml_sample

--insret as last
SET @xml_sample.modify(N'
    insert <lastname>l.p</lastname>
    as last 
    into (/root)[1]
  ')
SELECT @xml_sample

--insert attribute
SET @xml_sample.modify(N'
    insert 
      (
        attribute age {"50"},
        attribute nation {"china"}
      )
      into (/root)[1]
  ')
SELECT @xml_sample

--insert text value: as first
SET @xml_sample.modify(N'
    insert 
      text{"this text |"}
    as first 
    into (/root/sex)[1]
  ')
SELECT @xml_sample

--insert text value: as last
SET @xml_sample.modify(N'
    insert 
      text{"|||this text "}
    as last 
    into (/root/sex)[1]
  ')
SELECT @xml_sample


  • 删除 delete
    删除 XML 实例的节点。这个非常的简单:
DECLARE 
  @xml_sample xml
SET @xml_sample=N'
  <root>
    <name>yang</name>
    <sex>man</sex>
    <other></other>
    <hobby>  
      <item>football</item>
      <item>playgames</item>
    </hobby>
  </root>
'
--insert as first
SET @xml_sample.modify(N'
  delete (/root/hobby/item)[2]
  ')
SELECT @xml_sample

  • 替代 replace value of 在文档中更新节点的值。
DECLARE 
  @xml_sample xml
SET @xml_sample=N'
  <root age="50">
    <name>yang</name>
    <sex>man</sex>
    <other></other>
    <hobby>  
      <item>football</item>
      <item>playgames</item>
    </hobby>
  </root>
'
--update text value
SET @xml_sample.modify(N'
  replace value of (/root/name/text())[1]
  with "zhao"
  ')
SELECT @xml_sample

--update attribute value
--update text value
SET @xml_sample.modify(N'
  replace value of (/root/@age)[1]
  with "10"
  ')
SELECT @xml_sample

SQL JSON更改实例

JSON的对象修改使用JSON_MODIFY方法,同样具有更新,插入,删除等操作,里面列举一示例:
语法:JSON_MODIFY ( expression , path , newValue ),特别留意path中可以指定lax,strict这个上面已经说过。另外还append关键字,表示追加一个新的值到数组中。

DECLARE 
  @json_sample varchar(500)
SET @json_sample='{
  "name":"yang",
  "sex": "man",
  "hobby":[
    "football",
    "playgames"
  ]
}'

SELECT 
  JSON_MODIFY(@json_sample,'$.name','zhao') ,  --update
  JSON_MODIFY(@json_sample,'$.lastname','ay15') ,  --insert 
  JSON_MODIFY(@json_sample,'$.sex',null),  --delete
  JSON_MODIFY(@json_sample,'append $.hobby','running') --add array element


SELECT 
  JSON_MODIFY(
    JSON_MODIFY(
      JSON_MODIFY(
        JSON_MODIFY(@json_sample
          ,'$.name','zhao'), 
            '$.lastname','ay15') ,
              '$.sex',null),
                'append $.hobby','running')

索引

SQL XML的索引

这里不介绍,请参考:Indexes on XML Data Type Columns

SQL JSON的索引

这里不介绍,请参考:Index JSON data

总结

上面是SQL Server在XML和JSON方面的简单应用,也是日常工作中经常遇到了,你不必要去了解复杂的xml,XQuery,也不必理解那些深奥难懂大概念,用最简单的实例,处理工作总最需要的知识。希望对大家有用。