JSON in der Oracle12c Database

JSON und Oracle12c
Die Oracle-Datenbank als JSON Document Store
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Carsten Czarski
Business Unit Database
Oracle Deutschland B.V. & Co KG

Oracle12c für Entwickler
Die Datenbank für alle wichtigen Plattformen
JSON
Ruby
Oracle ADF Oracle APEX
Oracle RDS

JSON: JavaScript Object Notation
• Sehr einfaches Datenaustauschformat
• Einfachere Konzepte als XML
• Basiert auf JavaScript-Code
• Javascript auch auf Server wichtig:
node.js
• Breite Unterstützung durch Web-APIs
– Google, Twitter, Facebook & Co
• Setzt sich mehr und mehr durch
{
"PONumber" : 1600,
"Reference" : "ABULL-20140421“,
"Requestor" : "Alexis Bull“,
"User" : "ABULL“,
"CostCenter" : "A50“,
"ShippingInstructions" : {
"name" : "Alexis Bull“,
"Address" : { ... },
"Phone" : [ ... ]
},
"Special Instructions" : null,
"AllowPartialShipment" : true,
"LineItems" : [{
"ItemNumber" : 1,
"Part" : {
"Description" : "One Magic Christmas“,
"UnitPrice" : 19.95,
"UPCCode" : 13131092899
},
"Quantity" : 9
},
{…}
]
}

Flexible Entwicklung mit JSON
• Agilität und "Continous Delivery"
– Änderungen an Datenstrukturen immer häufiger und flexibler
– Lange Zyklen für Schema-Änderungen werden immer weniger akzeptiert
Security ...?
IT Betrieb ...?
Replikation ...?
• Ansatz: Ablage als JSON und Parsing zur Query Zeit
– Einfache Ablage der JSON-Dokumente in einem 'Document Store'
– Parsing zur Abfragezeit – fehlende Attribute "fehlen dann einfach"
– NoSQL-Datenbanken, Hadoop Cluster
Funktionsbibliothek ...?
Relationale Applikationen ...?

Relationale Tabellen bleiben wichtig.
Auf das Zusammenspiel kommt es an.
5

JSON and SQL Duality
JSON
Datenzugriff per
REST oder
Native API
JSON wird in der
Datenbank gespeichert
Analysen / Queries per SQL
Oracle Database 12c
SQL

Native JSON Unterstützung in der Oracle Datenbank
 JSON Dokumente speichern und verwalten
• JSON als Text speichern (VARCHAR2, CLOB, BLOB)  Ohne Schema - volle Flexibilität
• Kein eigener Datentyp: Nutzung der Standard-Datentypen für Zeichenketten bzw. Binärdaten
• Indizierung mit einem 'JSON aware' Index
 API Zugriff auf JSON
• REST Services
• Java API (weitere Programmiersprachen in Planung)
 SQL Abfragen direkt auf JSON-Dokumente
 Reporting, Analyse und relationaler Zugriff direkt auf JSON-Dokumente
 'JSON and SQL duality'
7
JSON ermöglicht schemalose Datenhaltung
in der Oracle-Datenbank ...
... aber komplett integriert mit der
relationalen Welt!

SQL Queries auf JSON-Dokumente: JSON Table
8

SQL Beispiel: JSON_TABLE
9
select reference, requestor, costcenter
from po_json, json_table(
json,
'$.PurchaseOrder'
columns (
reference varchar2(30) path '$.Reference',
requestor varchar2(25) path '$.Requestor',
costcenter varchar2(4) path '$.CostCenter'
)
)
/

JSON_TABLE für relationale Sichten auf JSON
10
REFERENCE REQUESTOR COST
--------------------------- ------------------ ----
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford R20
JONES-20011127121050471PST Richard J Jones R20
MARTIN-20011127121050401PST Thomas D. Martin S30
CLARK-20021009123337764PDT Edward K. Clark A10
JONES-20021009123336602PDT Richard J Jones R20
WARD-20011127121050511PST Stephen B. Ward S30
BLAKE-20011127121055689PST David E. Blake S30
: : :

JSON Indizierung
• Function Based Indizes für …
– Bekannte Abfragemuster
– Attribute kommen im JSON nur einmal vor – keine Arrays
– Basiert auf Function Based Indexes
• Volltextindizierung von JSON-Dokumenten auf Basis von Oracle TEXT
– Unbekannte Abfragemuster – inkl. Volltextrecherche
– Beliebige JSON-Attribute
– Basiert auf Oracle TEXT

JSON Unterstützung in Oracle12c: Interfaces und APIs
 Neue 'Document-Store' API für Entwickler
– REST Webservices
– Document / Collection APIs für JAVA
– Unterstützung für andere Sprachen / Frameworks in Arbeit
• SQL Zugriff uneingeschränkt möglich
– Treiber wie OCI, JDBC, .NET können sofort mit JSON umgehen
– SQL/JSON Operatoren erlauben direktes Arbeiten mit SQL

REST API für JSON
• REST Webservice API zur Arbeit mit JSON-Dokumenten: Kein SQL nötig
• Zwei Deployment-Varianten:
– Oracle Rest Data Services (aka 'APEX Listener')
– Oracle XML DB Protokollserver (XML DB)
• Unterstützt die REST Standardoperationen
– PUT : Create / Update
– GET : Retrieve
– DELETE : Delete
– POST : JSON Queries, Utility-Funktionen
• Konfiguration des REST Service wird komplett in der Datenbank gespeichert

Roadmap
• JSON mit SQL-Funktionen generieren
• JSON Support für PL/SQL
– Für APEX-Entwickler wird mit APEX 5.0 das Paket APEX_JSON kommen.

Weitere Informationen
• Oracle Dokumentation
– XML DB Developers Guide
– Kapitel 39: JSON in Oracle Database
• Blog des Autors: SQL und PL/SQL in Oracle
– http://sql-plsql-de.blogspot.com
– Juli 2014: Oracle 12.1.0.2 ist da: Ein Einblick in die JSON-Unterstützung
15

Carsten.Czarski@oracle.com
http://tinyurl.com/apexcommunity
http://sql-plsql-de.blogspot.com
http://plsqlexecoscomm.sourceforge.net
http://plsqlmailclient.sourceforge.net
Twitter: @cczarski @oraclebudb

JSON in der Oracle-Datenbank
Vorgehensweise und Funktionen im Detail
17

• Für JSON wird kein eigener Datentyp verwendet
• Alle Typen, die Text aufnehmen können, sind nutzbar
VARCHAR2, CLOB, BLOB
• JSON- und Nicht-JSON Inhalte können in einer Tabelle gemischt werden
Schritt 1: Tabelle anlegen
18
create table po_json (
filename varchar2(200),
json clob
);

Schritt 2: JSON Dokumente laden
19

Schritt 3: Was ist JSON, was ist nicht JSON
• SQL Operatoren IS JSON und IS NOT JSON
• Check Constraint stellt sicher, dass nur noch JSON gespeichert wird
20
select count(*)
from po_json where json is json;
select count(*)
from po_json where json is not json;
alter table po_json add
constraint ck_isjson check (json is json);

• SQL Funktionen JSON_EXISTS, JSON_VALUE, JSON_QUERY und JSON_TABLE
• Arbeitsweise immer gleich
– JSON-Tabellenspalte oder Literal
– JSON Pfadausdruck (JSON Path Expression)
– Returning Klausel
– Error Handling
Schritt 4: SQL Abfragen ...
21

JSON_QUERY extrahiert JSON "Fragmente"
22
select json_query(
json,
'$.PurchaseOrder.ShippingInstructions'
PRETTY
) from po_json;
JSON_QUERY
--------------------------------------------------------------------------------
[
{
"name" : ["Gerry B. Ford"],
"address" : ["100 Oracle ParkwayrnRedwood ShoresrnCArn94065rnUSA"],
"telephone" : ["650 506 7100"]
}
]
1 Zeile wurde ausgewählt.

Im Fehlerfall ... wird NULL zurückgegeben
23
select json_query(
json,
'$.PurchaseOrder.ShippingInstrs'
PRETTY
) from po_json;
JSON_QUERY
--------------------------------------------------------------------------------
?
1 Zeile wurde ausgewählt.

... oder eine Fehlermeldung.
24
select json_query(
json,
'$.PurchaseOrder.ShippingInstrs'
PRETTY ERROR ON ERROR
) from po_json;
*
FEHLER in Zeile 1:
ORA-40462: Auswertung von JSON_QUERY hat keinen Wert ergeben

JSON_VALUE extrahiert "skalare Werte"
25
select json_value(
json,
'$.PurchaseOrder.Reference[0]'
RETURNING VARCHAR2
) from po_json where rownum < 10;
JSON_VALUE
------------------------------------------------------------------
FORD-20021009123336872PDT
JONES-20011127121050471PST
MARTIN-20011127121050401PST
CLARK-20021009123337764PDT
:

JSON_EXISTS stellt fest, ob ein JSON-Pfad existiert
26
select filename from po_json
where json_exists(
json,
'$.PurchaseOrder.Reference'
);
FILENAME
-----------------------------------------------------------------
FORD-20021009123336872PDT.js
JONES-20011127121050471PST.js
MARTIN-20011127121050401PST.js
CLARK-20021009123337764PDT.js
:

27
select reference, requestor, costcenter
from po_json, json_table(
json,
'$.PurchaseOrder'
columns (
reference varchar2(30) path '$.Reference[0]',
requestor varchar2(25) path '$.Requestor[0]',
costcenter varchar2(4) path '$.CostCenter[0]'
)
)
/

28
REFERENCE REQUESTOR COST
--------------------------- ------------------ ----
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford R20
CLARK-20021009123337764PDT Edward K. Clark A10
JONES-20021009123336602PDT Richard J Jones R20
WARD-20011127121050511PST Stephen B. Ward S30
BLAKE-20011127121055689PST David E. Blake S30
: : :

JSON_TABLE für geschachtelte Strukturen
29
select reference, requestor, num, descr, quantity
From po_json, json_table(
json,
'$.PurchaseOrder'
columns (
reference varchar2(30) path '$.Reference[0]',
requestor varchar2(25) path '$.Requestor[0]',
CostCenter varchar2(4) path '$.CostCenter[0]',
nested path '$.LineItems[*].LineItem[*]' columns (
num number path '$."u0024".ItemNumber',
descr varchar2(40) path '$.Description[0]',
quantity number path '$.Part[0]."u0024"."Quantity"'
)
)
)

30
REFERENCE REQUESTOR NUM DESCR QUANTITY
--------------------------- ------------------ ---- ---------------------------------------- --------
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 1 Ordet 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 2 The Naked Kiss 3
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 3 Charade 2
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 4 Robocop 2
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 5 Cries and Whispers 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 6 Autumn Sonata 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 7 Getrud 3
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 8 And the Ship Sails on 1
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 9 Flesh for Frankenstein 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 10 The Hidden Fortress 2
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 11 The Importance of Being Earnest 3
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 12 The Vanishing 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 13 Cries and Whispers 4
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 14 Beauty and the Beast 2
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 15 And God Created Woman 1
: : : : :
FORD-20021009123336872PDT Gerry B. Ford 16 The Magic Flute 1
20 Zeilen ausgewählt.

Schritt 5: Volltextindizierung mit Oracle TEXT
• Erstellung eines Oracle TEXT Index für JSON
31
CREATE INDEX po_search_idx ON po_json (json)
INDEXTYPE IS CTXSYS.CONTEXT
PARAMETERS (
'section group CTXSYS.JSON_SECTION_GROUP
SYNC (ON COMMIT)'
)
/
Index wurde erstellt.

Schritt 5: Volltextindizierung mit Oracle TEXT
• Erstellung eines Oracle TEXT Index für JSON
32
select filename from po_json
WHERE json_textcontains(
json,
'$.PurchaseOrder.LineItems.LineItem.Description',
'Magic'
);
TURNER-20021009123338565PDT.js
CLARK-2001112712105223PST.js
:

Weitere Informationen
• Oracle Dokumentation
– XML DB Developers Guide
– Kapitel 39: JSON in Oracle Database
• Blog des Autors: SQL und PL/SQL in Oracle
– http://sql-plsql-de.blogspot.com
– Juli 2014: Oracle 12.1.0.2 ist da: Ein Einblick in die JSON-Unterstützung
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