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MySQL 9.0 参考手册
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MySQL 9.0 参考手册  /  ...  /  JSON Schema 验证函数

14.17.7 JSON Schema 验证函数

MySQL 支持根据符合 JSON Schema 规范草案 4 的 JSON 模式验证 JSON 文档。这可以通过本节中详细介绍的两个函数中的任何一个来完成,这两个函数都接受两个参数:JSON 模式和根据模式验证的 JSON 文档。 JSON_SCHEMA_VALID() 如果文档根据模式验证成功,则返回 true,否则返回 false;JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT() 提供关于验证的 JSON 格式报告。

这两个函数都按如下方式处理空值或无效输入

  • 如果至少一个参数为 NULL,则函数返回 NULL

  • 如果至少一个参数不是有效的 JSON,则函数将引发错误 (ER_INVALID_TYPE_FOR_JSON)

  • 此外,如果模式不是有效的 JSON 对象,则函数返回 ER_INVALID_JSON_TYPE.

MySQL 支持 JSON 模式中的 required 属性以强制包含必需属性(请参阅函数描述中的示例)。

MySQL 支持 JSON 模式中的 id$schemadescriptiontype 属性,但不强制要求任何这些属性。

MySQL 不支持 JSON 模式中的外部资源;使用 $ref 关键字会导致 JSON_SCHEMA_VALID() 失败,并显示 ER_NOT_SUPPORTED_YET.

注意

MySQL 支持 JSON 模式中的正则表达式模式,该模式支持但会静默忽略无效模式(请参阅 JSON_SCHEMA_VALID() 的描述以获取示例)。

以下列表详细介绍了这些函数

  • JSON_SCHEMA_VALID(schema,document)

    根据 JSON schema 验证 JSON documentschemadocument 都是必需的。模式必须是有效的 JSON 对象;文档必须是有效的 JSON 文档。如果满足这些条件:如果文档根据模式验证成功,则函数返回 true (1);否则,返回 false (0)。

    在此示例中,我们将用户变量 @schema 设置为地理坐标 JSON 模式的值,并将另一个变量 @document 设置为包含一个此类坐标的 JSON 文档的值。然后,我们通过将它们用作 JSON_SCHEMA_VALID() 的参数来验证 @document 是否根据 @schema 验证成功

    mysql> SET @schema = '{
        '>  "id": "https://json-schema.fullstack.org.cn/geo",
        '> "$schema": "https://json-schema.fullstack.org.cn/draft-04/schema#",
        '> "description": "A geographical coordinate",
        '> "type": "object",
        '> "properties": {
        '>   "latitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -90,
        '>     "maximum": 90
        '>   },
        '>   "longitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -180,
        '>     "maximum": 180
        '>   }
        '> },
        '> "required": ["latitude", "longitude"]
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
    
    mysql> SET @document = '{
        '> "latitude": 63.444697,
        '> "longitude": 10.445118
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document);
    +---------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document) |
    +---------------------------------------+
    |                                     1 |
    +---------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

    由于 @schema 包含 required 属性,因此我们可以将 @document 设置为其他方面有效但没有包含必需属性的值,然后像这样针对 @schema 测试它

    mysql> SET @document = '{}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document);
    +---------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document) |
    +---------------------------------------+
    |                                     0 |
    +---------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

    如果我们现在将 @schema 的值设置为相同的 JSON 模式,但没有 required 属性,则 @document 将验证成功,因为它是一个有效的 JSON 对象,即使它不包含任何属性,如下所示

    mysql> SET @schema = '{
        '> "id": "https://json-schema.fullstack.org.cn/geo",
        '> "$schema": "https://json-schema.fullstack.org.cn/draft-04/schema#",
        '> "description": "A geographical coordinate",
        '> "type": "object",
        '> "properties": {
        '>   "latitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -90,
        '>     "maximum": 90
        '>   },
        '>   "longitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -180,
        '>     "maximum": 180
        '>   }
        '> }
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    
    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document);
    +---------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALID(@schema, @document) |
    +---------------------------------------+
    |                                     1 |
    +---------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

    JSON_SCHEMA_VALID() 和 CHECK 约束。  JSON_SCHEMA_VALID() 也可以用于强制执行 CHECK 约束。

    考虑如下所示创建的表 geo,它有一个 JSON 列 coordinate,用于表示地图上的经纬度点,受作为 JSON_SCHEMA_VALID() 调用参数使用的 JSON 模式的约束,该调用被传递为该表上 CHECK 约束的表达式

    mysql> CREATE TABLE geo (
        ->     coordinate JSON,
        ->     CHECK(
        ->         JSON_SCHEMA_VALID(
        ->             '{
        '>                 "type":"object",
        '>                 "properties":{
        '>                       "latitude":{"type":"number", "minimum":-90, "maximum":90},
        '>                       "longitude":{"type":"number", "minimum":-180, "maximum":180}
        '>                 },
        '>                 "required": ["latitude", "longitude"]
        '>             }',
        ->             coordinate
        ->         )
        ->     )
        -> );
    Query OK, 0 rows affected (0.45 sec)
    注意

    由于 MySQL CHECK 约束不能包含对变量的引用,因此您必须在使用它为表指定此类约束时将 JSON 模式内联传递给 JSON_SCHEMA_VALID()

    我们为三个变量分配表示坐标的 JSON 值,如下所示

    mysql> SET @point1 = '{"latitude":59, "longitude":18}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SET @point2 = '{"latitude":91, "longitude":0}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SET @point3 = '{"longitude":120}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

    第一个值有效,如以下 INSERT 语句所示

    mysql> INSERT INTO geo VALUES(@point1);
    Query OK, 1 row affected (0.05 sec)

    第二个 JSON 值无效,因此违反了约束,如下所示

    mysql> INSERT INTO geo VALUES(@point2);
    ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'geo_chk_1' is violated.

    您可以通过发出 SHOW WARNINGS 语句来获得有关失败性质的精确信息——在本例中,是 latitude 值超过了模式中定义的最大值

    mysql> SHOW WARNINGS\G
    *************************** 1. row ***************************
      Level: Error
       Code: 3934
    Message: The JSON document location '#/latitude' failed requirement 'maximum' at
    JSON Schema location '#/properties/latitude'.
    *************************** 2. row ***************************
      Level: Error
       Code: 3819
    Message: Check constraint 'geo_chk_1' is violated.
    2 rows in set (0.00 sec)

    上面定义的第三个坐标值也无效,因为它缺少必需的 latitude 属性。与以前一样,您可以通过尝试将该值插入到 geo 表中,然后发出 SHOW WARNINGS 来查看这一点

    mysql> INSERT INTO geo VALUES(@point3);
    ERROR 3819 (HY000): Check constraint 'geo_chk_1' is violated.
    mysql> SHOW WARNINGS\G
    *************************** 1. row ***************************
      Level: Error
       Code: 3934
    Message: The JSON document location '#' failed requirement 'required' at JSON
    Schema location '#'.
    *************************** 2. row ***************************
      Level: Error
       Code: 3819
    Message: Check constraint 'geo_chk_1' is violated.
    2 rows in set (0.00 sec)

    有关更多信息,请参阅 第 15.1.20.6 节,“CHECK 约束”

    JSON Schema 支持为字符串指定正则表达式模式,但 MySQL 使用的实现会静默忽略无效模式。这意味着即使正则表达式模式无效,JSON_SCHEMA_VALID() 也会返回 true,如下所示

    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALID('{"type":"string","pattern":"("}', '"abc"');
    +---------------------------------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALID('{"type":"string","pattern":"("}', '"abc"') |
    +---------------------------------------------------------------+
    |                                                             1 |
    +---------------------------------------------------------------+
    1 row in set (0.04 sec)
  • JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(schema,document)

    根据 JSON schema 验证 JSON documentschemadocument 都必须提供。与 JSON_VALID_SCHEMA() 一样,schema 必须是有效的 JSON 对象,document 必须是有效的 JSON 文档。满足这些条件后,函数将以 JSON 文档的形式返回验证结果的报告。如果 JSON 文档根据 JSON Schema 被认为有效,则函数将返回一个包含一个名为 valid 的属性的 JSON 对象,其值为 "true"。如果 JSON 文档验证失败,则函数将返回一个包含此处列出的属性的 JSON 对象

    • valid: 对 schema 验证失败始终为 "false"

    • reason: 包含失败原因的人类可读字符串

    • schema-location: 指示 JSON schema 中验证失败位置的 JSON 指针 URI 片段标识符(请参阅此列表后的注释)

    • document-location: 指示 JSON 文档中验证失败位置的 JSON 指针 URI 片段标识符(请参阅此列表后的注释)

    • schema-failed-keyword: 包含违反的 JSON schema 中关键字或属性名称的字符串

    注意

    JSON 指针 URI 片段标识符在 RFC 6901 - JavaScript 对象表示法 (JSON) 指针 中定义。(这些JSON_EXTRACT() 和其他 MySQL JSON 函数使用的 JSON 路径表示法相同。)在此表示法中,# 代表整个文档,#/myprop 代表包含在名为 myprop 的顶级属性中的文档部分。有关更多信息,请参阅上述规范和本节后面显示的示例。

    在此示例中,我们将一个用户变量 @schema 设置为地理坐标的 JSON schema 的值,并将另一个用户变量 @document 设置为包含一个此类坐标的 JSON 文档的值。然后,我们通过将它们用作 JSON_SCHEMA_VALIDATION_REORT() 的参数来验证 @document 是否根据 @schema 进行验证

    mysql> SET @schema = '{
        '>  "id": "https://json-schema.fullstack.org.cn/geo",
        '> "$schema": "https://json-schema.fullstack.org.cn/draft-04/schema#",
        '> "description": "A geographical coordinate",
        '> "type": "object",
        '> "properties": {
        '>   "latitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -90,
        '>     "maximum": 90
        '>   },
        '>   "longitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -180,
        '>     "maximum": 180
        '>   }
        '> },
        '> "required": ["latitude", "longitude"]
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
    
    mysql> SET @document = '{
        '> "latitude": 63.444697,
        '> "longitude": 10.445118
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document);
    +---------------------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document) |
    +---------------------------------------------------+
    | {"valid": true}                                   |
    +---------------------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)

    现在我们将 @document 设置为指定其某个属性的非法值,如下所示

    mysql> SET @document = '{
        '> "latitude": 63.444697,
        '> "longitude": 310.445118
        '> }';

    当使用 JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT() 测试时,@document 的验证现在失败。函数调用的输出包含有关失败的详细信息(函数被 JSON_PRETTY() 包裹以提供更好的格式),如下所示

    mysql> SELECT JSON_PRETTY(JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document))\G
    *************************** 1. row ***************************
    JSON_PRETTY(JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document)): {
      "valid": false,
      "reason": "The JSON document location '#/longitude' failed requirement 'maximum' at JSON Schema location '#/properties/longitude'",
      "schema-location": "#/properties/longitude",
      "document-location": "#/longitude",
      "schema-failed-keyword": "maximum"
    }
    1 row in set (0.00 sec)

    由于 @schema 包含 required 属性,我们可以将 @document 设置为其他方面有效但未包含必需属性的值,然后将其与 @schema 进行测试。 JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT() 的输出显示验证由于缺少必需元素而失败,如下所示

    mysql> SET @document = '{}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SELECT JSON_PRETTY(JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document))\G
    *************************** 1. row ***************************
    JSON_PRETTY(JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document)): {
      "valid": false,
      "reason": "The JSON document location '#' failed requirement 'required' at JSON Schema location '#'",
      "schema-location": "#",
      "document-location": "#",
      "schema-failed-keyword": "required"
    }
    1 row in set (0.00 sec)

    如果我们现在将 @schema 的值设置为相同的 JSON 模式,但没有 required 属性,则 @document 将验证成功,因为它是一个有效的 JSON 对象,即使它不包含任何属性,如下所示

    mysql> SET @schema = '{
        '> "id": "https://json-schema.fullstack.org.cn/geo",
        '> "$schema": "https://json-schema.fullstack.org.cn/draft-04/schema#",
        '> "description": "A geographical coordinate",
        '> "type": "object",
        '> "properties": {
        '>   "latitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -90,
        '>     "maximum": 90
        '>   },
        '>   "longitude": {
        '>     "type": "number",
        '>     "minimum": -180,
        '>     "maximum": 180
        '>   }
        '> }
        '>}';
    Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
    
    mysql> SELECT JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document);
    +---------------------------------------------------+
    | JSON_SCHEMA_VALIDATION_REPORT(@schema, @document) |
    +---------------------------------------------------+
    | {"valid": true}                                   |
    +---------------------------------------------------+
    1 row in set (0.00 sec)