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抽丝剥茧探穷境!一次数据库JSON字段的深度使用实践

  • jd****
  • 2026-03-14
  • IP归属:北京
  • 33浏览

    背景

    在我们系统中,承接多种行业,多种商家的,多个业务条线,不同场景的的不同业务诉求,在实现上将个性和通用字段隔离,通用字段是所有条线通用逻辑所共用的标准字段,对于个别条线的个性化诉求,则通过个性化扩展字段来实现。

    通用字段,作用于通用逻辑,所有条线走到相应功能时,会对通用字段读写。而对于个性扩展字段而言,只有用到个性化功能时,才会对个性化扩展字段进行赋值。在数据库持久化存储上,用不到该个性化扩展字段时,该字段无需存储,不占用额外存储空间。

    在表结构上,使用JSON类型字段进行存储。在日常扩展字段的开发过程中,不可避免的用到JSON函数进行字段处理。


    常用JSON函数一览

    Name
    Description
    ->
    Return value from JSON column after evaluating path; equivalent to JSON_EXTRACT().
    ->>
    Return value from JSON column after evaluating path and unquoting the result; equivalent to JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT()).
    JSON_APPEND()
    Append data to JSON document
    JSON_ARRAY()
    Create JSON array
    JSON_ARRAY_APPEND()
    Append data to JSON document
    JSON_ARRAY_INSERT()
    Insert into JSON array
    JSON_CONTAINS()
    Whether JSON document contains specific object at path
    JSON_CONTAINS_PATH()
    Whether JSON document contains any data at path
    JSON_DEPTH()
    Maximum depth of JSON document
    JSON_EXTRACT()
    Return data from JSON document
    JSON_INSERT()
    Insert data into JSON document
    JSON_KEYS()
    Array of keys from JSON document
    JSON_LENGTH()
    Number of elements in JSON document
    JSON_MERGE()
    Merge JSON documents, preserving duplicate keys. Deprecated synonym for JSON_MERGE_PRESERVE()
    JSON_MERGE_PATCH()
    Merge JSON documents, replacing values of duplicate keys
    JSON_MERGE_PRESERVE()
    Merge JSON documents, preserving duplicate keys
    JSON_OBJECT()
    Create JSON object
    JSON_PRETTY()
    Print a JSON document in human-readable format
    JSON_QUOTE()
    Quote JSON document
    JSON_REMOVE()
    Remove data from JSON document
    JSON_REPLACE()
    Replace values in JSON document
    JSON_SEARCH()
    Path to value within JSON document
    JSON_SET()
    Insert data into JSON document
    JSON_STORAGE_SIZE()
    Space used for storage of binary representation of a JSON document
    JSON_TYPE()
    Type of JSON value
    JSON_UNQUOTE()
    Unquote JSON value
    JSON_VALID()
    Whether JSON value is valid


    JSON字段实现项目场景诉求典型案例分析

    JSON字段对我们系统来说并不陌生,有不少场景使用,下面有一些典型的使用场景案例先放出来作为JSON字段项目使用背景铺垫一下。


    扩展字段的存储和查询

    动态扩展查询案例

    在二手库或逆向条件,有比较多的扩展属性,其他条线缺没有这些属性值,这些属性以JSON扩展的方式存储。

    下面是一个JSON扩展字段的JSON数据示例:

    {
        "ppCode": "PPDA4302865239B10F",
        "zoneNo": "STAGE-OUTBOUND",
        "zoneName": "出库暂存区",
        "zoneType": "t",
        "extendMap": {
            "cid1": 13765,
            "cid2": 14192,
            "cid3": 14533,
            "deptId": "1",
            "jdFlag": 1,
            "symbol": 300,
            "brandId": 52368,
            "cbjPrice": 2034,
            "salesPin": "xumingchen",
            "commonType": 0,
            "wareSource": 100,
            "orderSource": "it100",
            "supplierCode": "lgde",
            "outTransferId": "1284009718",
            "inboundSourceType": 100,
            "purchaseChannelId": "1001"
        },
        "storeCode": "",
        "sourceModule": "wms-pick",
        "isolationZone": false,
        "stageZoneType": "OUTBOUND"
    }
    


    这些扩展字段支持作为查询条件过滤库存,用于出库建单。

    在服务层面为了支持动态增减的属性条件,条件字段定义为Map类型,与 JSON 字段中的 extendMap 所对应。




    list查询条件的特殊预处理


    SQL层面的动态查询效果:


    元素包含条件使用案例

    设备组条件


    批属性条件


    序列号条件



    数值管理深度剖析案例

    案例背景

    在现有的场景中,目前仅华冠场景支持重量库存,其他条线暂无库存管理。在本案例中,重量库存通过个性化扩展字段实现,JSON类型。

    JSON类型的字段名是 extend_content,其中重量字段 stockWeight 的 JSON path是 $.stockInfo.stockWeight 。

    stockInfo 的内容示例如下:

    {
        "businessNo": "OT2008735812539129856",
        "stockWeight": 630,
        "businessType": "WMS_PICK",
        "businessTypeName": "出库拣货"
    }
    


    增减重量库存

    单行更新


    通过CASE WHEN THEN 方式批量更新JSON字段中的重量库存


    剥茧第一层


    在调试中,发现JSON字段,如果想要通过 json_set 赋值,必须依赖于该字段不能为null,如果json_set 该JSON字段值为null,则更新不上,不会产生SQL语法错误。


    对于存量的历史null值字段统计,并做一次初始化。


    初始化历史数据

    统计JSON字段extend_content值为null 的数据


    将 extend_content 为 null 的进行初始化



    统计JSON字段extend_content值不为null,但其中的stockInfo为null的数据



    将 extend_content.stockInfo 为 null 的数据进行初始化


    对存量的历史数据初始化完毕,考虑到某些场景可能还会持续产生 JSON 字段 null值情况,考虑在代码中进行兼容,如果想在 JSON 字段中进行 json_set,SQL进行检查并自动进行前置初始化。


    以上SQL,通过JSON_OBJECT函数将null值的JSON字段,初始化为一个空JSON对象,肉眼看上去是 {}。


    剥茧第二层


    除了上面历史null值的JSON字段外,还发现一个更为复杂的场景,JSON字段更新前不为null,但是本次赋值更新操作却导致JSON字段整体变成了null,匪夷所思!


    单行更新方式因为是一次是更新一行,没有问题。

    批量更新,如果所有的明细stockWeight字段都有值,更新也没问题。如果一次批量更新的明细中,有的stockWeight字段有值,有的没有值,则更新会有问题,不会出现SQL语法错误,但是整个extend_content JSON字段会被错误地更新为null。



    在测试环境中,调试的一个入参如下:

    {
      "requestHeader": {
        "sourceModule": "inventory",
        "requestIp": "11.50.45.137",
        "warehouseNo": "6_6_618",
        "businessType": "INV-CHANGE-PROFIT-LOSS",
        "businessTypeName": "盘盈亏",
        "businessNo": "CP2009231067168407553",
        "uuid": "wms.inv.change.profit.6_6_618.CP2009231067168407553.2009231067554283520.12",
        "operator": "guozhongqiang5"
      },
      "increaseStockDetailList": [
        {
          "detailBusinessNo": "DPPT20092299369586442242",
          "stockLocationIndicator": {
            "locationNo": "01",
            "containerLevel1": "",
            "containerLevel2": ""
          },
          "stockSkuIndicator": {
            "sku": "EMG172002001",
            "lotNo": "-1",
            "skuLevel": "100",
            "packCode": "8c59689e8972a14e4883b0ea755b3702",
            "ownerNo": "EBU4398046536982"
          },
          "increaseOperateType": "normalIncrease",
          "stockQty": 1.0000,
          "recommendLocationNo": "",
          "externalNo": "CP2009231067168407553",
          "uniqueStockList": [],
          "reason": {}
        },
        {
          "detailBusinessNo": "DPPT2009229936958644224",
          "stockLocationIndicator": {
            "locationNo": "01",
            "containerLevel1": "",
            "containerLevel2": ""
          },
          "stockSkuIndicator": {
            "sku": "EMG172002003",
            "lotNo": "-1",
            "skuLevel": "100",
            "packCode": "8c59689e8972a14e4883b0ea755b3702",
            "ownerNo": "EBU4398046536982"
          },
          "increaseOperateType": "normalIncrease",
          "stockQty": 0.0000,
          "stockWeight": 3000,
          "recommendLocationNo": "",
          "externalNo": "CP2009231067168407553",
          "uniqueStockList": [],
          "reason": {}
        }
      ]
    }
    




    我们可以看到,上面这个入参有两个明细,对应的SKU分别是EMG172002001 和 EMG172002003。第一个明细只有stockQty字段无stockWeight字段,第二个同时有stockQty字段,和stockWeight字段,stockWeight值为 3000。


    此时,批量更新形成的SQL如下:

    UPDATE
    	st_stock
    set
    	stock_qty =
    	case
    		WHEN deleted = 0
    			AND warehouse_no = '6_6_618'
    			AND id = 2008872347100020736
    			AND status = 0
    		THEN stock_qty + 1.0000
    		WHEN deleted = 0
    			AND warehouse_no = '6_6_618'
    			AND id = 2008872388812374016
    			AND status = 0
    		THEN stock_qty + 0.0000
    	end,
    	extend_content =
    	case
        
    		WHEN deleted = 0
    			AND warehouse_no = '6_6_618'
    			AND id = 2008872388812374016
    			AND status = 0
    		THEN JSON_SET(COALESCE(extend_content, '{}'), '$.stockInfo', COALESCE(JSON_EXTRACT(extend_content, '$.stockInfo'), JSON_OBJECT()))
            ELSE extend_content
            
    	end,
    	extend_content =
    	case
    		WHEN deleted = 0
    			AND warehouse_no = '6_6_618'
    			AND id = 2008872388812374016
    			AND status = 0
    		THEN json_set(extend_content, '$.stockInfo.stockWeight', IFNULL(extend_content ->> '$.stockInfo.stockWeight', 0) + IFNULL(3000.0, 0))
    	end,
    	update_time = now(),
    	version = version + 1,
    	update_user = 'guozhongqiang5',
    	extend_content = json_set(extend_content, '$.stockInfo.businessType', 'INV-CHANGE-PROFIT-LOSS', '$.stockInfo.businessTypeName', '盘盈亏', '$.stockInfo.businessNo', 'CP2009231067168407553333')
    WHERE
    	(
    		deleted = 0
    		AND warehouse_no = '6_6_618'
    		AND id = 2008872347100020736
    		AND status = 0
    	)
    	or
    	(
    		deleted = 0
    		AND warehouse_no = '6_6_618'
    		AND id = 2008872388812374016
    		AND status = 0
    	)
    


    问题出现下图圈红的部分:



    在上面的场景中,一次批量更新有两个明细,其中一个因为stockWeight为null,不会被动态拼接到SQL中,这个无对应的 WHEN THEN 则 extend_content 被置为null,另一个明细因为有 WHEN THEN 则赋值正常。


    此时直观的想法是,既然因为stockWeight为null的明细走不上 WHEN THEN ,何不通过 ELSE 赋值为extend_content 本身来解决呢。按此思路进行代码调整如下:



    调试明细stockWeigh不为空,验证通过。


    剥茧第三层


    但是,当所有明细stockWeight为null的时候,因为 ELSE extend_content 在 if条件满足的时候才会动态拼接,当,此时 WHEN THEN 和 ELSE都不会拼接进去,语法不通过。


    那么,把 ELSE extend_content 从 if 条件判断拿出来,放在 end的前面总可以了吧。



    这里借助 foreach 的 close 来拼接 ELSE extend_content 语句。


    在测试环境验证时,当更新入参至少一个明细中的 stockWeight 不为null时,确实没问题。当所有明细的stockWeight都为null时,新的问题来了,报错信息及分析过程如下:


    ### The error occurred while setting parameters
    ### SQL: UPDATE st_stock set stock_qty=case WHEN deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and stock_qty >= ? * -1 THEN stock_qty + ? WHEN deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and stock_qty >= ? * -1 THEN stock_qty + ? end, diff_qty=case WHEN deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and diff_qty >= ? * -1 THEN diff_qty + ? WHEN deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and diff_qty >= ? * -1 THEN diff_qty + ? end, extend_content=case ELSE extend_content end, extend_content=case ELSE extend_content end, update_time = now() , version = version + 1 , update_user = ? , extend_content = json_set(extend_content, ?, ?, ?, ?, ?, ?) WHERE ( deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and diff_qty >= ? * -1 AND status = 0 ) or ( deleted = 0 AND warehouse_no = ? AND id = ? and diff_qty >= ? * -1 AND status = 0 ) /* [SQLMarking] statementId: com.jdwl.wms.stock.infrastructure.jdbc.main.dao.StockOperationDao.simpleDecreaseDiffQty */
    ### Cause: com.jdbc.exceptions.jdbc4.SQLSyntaxErrorException: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your SQL server version for the right syntax to use near 'ELSE extend_content end,
    extend_content=case ELSE extend_content' at line 36
    ; bad SQL grammar []; nested exception is com.sql.jdbc.exceptions.jdbc4.SQLSyntaxErrorException: You have an error in your SQL syntax; check the manual that corresponds to your SQL server version for the right syntax to use near 'ELSE extend_content end,
    



    入参

    {
        "requestHeader": {
            "sourceModule": "inventory",
            "requestIp": "11.158.12.73",
            "warehouseNo": "6_6_618",
            "businessType": "INV-PROFIT-LOSS-TRANSFER-STOCK-MATCH",
            "businessTypeName": "盘盈、盘亏单预占转移",
            "businessNo": "CL2009892868717576192",
            "uuid": "wms.inv.change.lock.transfer.loss.6_6_618.2009892868977623040.0",
            "operator": "guozhongqiang5"
        },
        "stockLockTransformType": "difference2Change",
        "stockLockTransformDetailList": [
            {
                "srcBusinessNo": "DPPT2009892261415911424",
                "destBusinessNo": "CL2009892868717576192",
                "stockSkuIndicator": {
                    "sku": "EMG172002002",
                    "lotNo": "-1",
                    "skuLevel": "100",
                    "packCode": "8c59689e8972a14e4883b0ea755b3702",
                    "ownerNo": "EBU4398046536982"
                },
                "stockLocationIndicator": {
                    "locationNo": "01",
                    "containerLevel1": "",
                    "containerLevel2": ""
                },
                "qty": 2
            },
            {
                "srcBusinessNo": "DPPT2009892261415911424",
                "destBusinessNo": "CL2009892868717576192",
                "stockSkuIndicator": {
                    "sku": "EMG172002004",
                    "lotNo": "-1",
                    "skuLevel": "100",
                    "packCode": "8c59689e8972a14e4883b0ea755b3702",
                    "ownerNo": "EBU4398046536982"
                },
                "stockLocationIndicator": {
                    "locationNo": "01",
                    "containerLevel1": "",
                    "containerLevel2": ""
                },
                "qty": 4
            }
        ],
        "serialLockTransformDetailList": [
    
        ]
    }
    

    入参本身没什么问题,是符合要求的入参,从本次需求的特征上来看只是没有重量字段,重量字段非必填,也不是必须的,在很多场景下也不涉及重量库存的变化。


    数据


    数据库中的待更新数据本身也没有问题。

    到这里,已经确认入参是正常场景,待更新数据也没问题,是SQL本身存在问题。


    <trim prefix="extend_content=case" suffix="end,">
        <foreach collection="list" item="item" index="index" close="ELSE extend_content">
            <if test="item.stockWeight != null and item.stockWeight != 0">
                WHEN
                <include refid="simpleCommonIncreaseClauseOfItem"/>
                THEN json_set(extend_content, #{item.stockWeightJsonPath, jdbcType=VARCHAR}, IFNULL(extend_content ->> #{item.stockWeightJsonPath, jdbcType=VARCHAR}, 0) + IFNULL(#{item.stockWeight, jdbcType=DECIMAL}, 0))
            </if>
        </foreach>
    </trim>
    


    结合代码来看,入参stockWeight为null,则 if 条件里的 WHEN THEN 拼不进去,但 close 部分的 ELSE extend_content 可以拼入,结合前面prefix的 extend_content=case 和 suffix 的 end, 连在一起就是:

    extend_content=case ELSE extend_content end,
    

    显然,这个语法不通过的。


    解决方法也比较简单,就是把 ELSE 语句改成 WHEN THEN 语句,具体如下:


    这样即使if语句不拼接进去,整体拼出来的语句如下,也是符合预期的:

    extend_content=case WHEN 1=1 THEN extend_content end,
    

    至此,批量更新所有明细全有stockWeight,全无stockWeight,部分有部分无stockWeight的场景,均已支持完毕。


    再来一层


    回过头看,还有另外一个思路处理更为简单,不用 CASE WHEN THEN 方式新写一个批量更新方法:


    这种批量更新方式,依赖于开启 allowMultiQueries :


    不禁感慨,条条大路通罗马,并非所有的路都一帆风顺,但我们终究抵达终点。