PG 9.4版本里面，增強了對json數據的支持，受到了很大關注。9.4之前，PG已經原生支持json數據類型了，但只是用字符串的形式存儲和處理。這樣做天然有性能上的缺點：每次對json字符串里面的數據進行查詢，一般需要全表掃描加字符串匹配，效率很低。當然也可以在存儲json的字符串字段上創建GIN索引，但需要對查詢中用到的json的key或value創建單獨索引，造成要被動維護很多索引。所以，這種json類型，只適用于把PG單純作為數據存儲，只讀入讀出數據，不對數據進行限定key或value查詢的場景。 PG 9.4中引入了jsonb類型。其特點是，將json數據中的key和value進行解析，轉換為PG的基本數據類型，包括數字，字符串和布爾類型等；同時，增加了對應的GIN處理函數，可以將json中的所有key和value轉換為GIN索引的key。這樣，只用一個GIN索引，即可實現對所有key或value的條件查詢。下面我們分析一下jsonb的使用方法和內核實現。 **使用** 創建含jsonb類型的表方法如下所示： ~~~ => create table test_jsonb(col_jsonb jsonb); CREATE TABLE => insert into test_jsonb values('{"product": "PostgreSQL", "version": 9.4, "platform":["win", "linux", "unix"]}'::jsonb); INSERT 0 1 ~~~ 創建GIN索引的方法如下： ~~~ --創建jsonb_ops索引： => create index idx_jsonb on test_jsonb using gin (col_jsonb); CREATE INDEX --創建jsonb_ops_path索引： => create index idx_jsonb_path on test_jsonb using gin (col_jsonb jsonb_path_ops); CREATE INDEX ~~~ 可以使用下面的查詢得到含有鍵值對的行： ~~~ =>select * from test_jsonb where col_jsonb @> '{"product"?: "PostgreSQL"}'; col_jsonb --------------------------------------------------------------------------------- {"product": "PostgreSQL", "version": 9.4, "platform": ["win", "linux", "unix"]} ~~~ **內核實現** 先分析一下jsonb是如何從字符串，變成特殊的二進制形式存入磁盤的。追蹤一下jsonb插入的過程，可以看到PG所調用的函數流程如下。 ~~~ jsonb_in->jsonb_from_cstring->pg_parse_json->JsonbValueToJsonb ~~~ 其中，pg_parse_json先把用戶輸入的字符串，通過編譯器轉換為一個樹形結構（每個節點的類型為JsonbValue）。然后JsonbValueToJsonb在這個結構基礎上，轉換為存入磁盤的格式。從convertJsonbObject函數可以看出，轉換為磁盤格式的策略為：從樹形結構的根部開始遍歷，遞歸進行廣度優先遍歷。對于同一父親下面的子鍵值，將所有鍵名（字符串）長度寫入buffer中預留的頭部，隨后將鍵名依次寫入buffer中。最后再以相似的方式寫入鍵所對應的所有值（值如果是json對象，則遞歸調用）。這樣，讀入buffer的頭部，就可以遍歷出所有鍵名的位置，得到鍵名。再從讀第一個鍵值開始，讀入對應的值或子鍵，最終得到整個樹（見JsonbIteratorNext）。 采用這種存儲方式，jsonb所占用的存儲空間比原來支持的json類型要多一些。其實，jsonb的核心優勢在于快速和靈活的索引。從前面創建index的語句可以看到，jsonb支持兩種特有的GIN索引jsonb_ops和jsonb_path_ops。我們知道，GIN索引建立時，會先通過內建函數從表中每行數據的索引字段的值中，抽取鍵（key），一個字段值一般可抽取多個key。然后，將每個key與含有此key的所有行的ID組成鍵值對，再將它們插入b樹索引供查詢。那么這兩種GIN索引有什么區別呢？ 它們的區別在于，生成GIN key的方式不同。jsonb_ops調用gin_extract_jsonb函數生成key，這樣每個字段的json數據中的所有鍵和值都被轉成GIN的key；而jsonb_path_ops使用函數gin_extract_jsonb_path抽取：如果將一個jsonb類型的字段值看做一顆樹，葉子節點為具體的值，中間節點為鍵，則抽取的每個鍵值實際上時每個從根節點到葉子節點的路徑對應的hash值。 不難推測，jsonb_path_ops索引的key的數目和jsonb的葉子節點數有關，用葉子節點的路徑做查詢條件時會比較快（這也是這種索引唯一支持的查詢方式）；而jsonb_ops索引的key的數目與jsonb包含的鍵和值（即樹形結構的所有節點）的總數有關，可以用于路徑查詢之外的其他查詢。