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在 Laravel 中为 JSON 列创建功能性索引的实践指南

花韻仙語

花韻仙語

发布时间:2025-10-03 12:05:31

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来源于php中文网

原创

在 laravel 中为 json 列创建功能性索引的实践指南

本文详细介绍了如何在 Laravel 应用中为数据库的 JSON 列创建功能性索引,以优化基于 JSON 路径的查询性能。内容涵盖了 Laravel Schema Builder 对 JSON 列的支持、通过生成列(MySQL 5.7+)和直接功能性索引(MySQL 8.0+)两种主要方法实现索引,并提供了具体的代码示例和注意事项,旨在帮助开发者规避常见的 Doctrine DBAL 错误,高效管理 JSON 数据索引。

理解 Laravel 中的 JSON 列

Laravel 框架通过其 Schema Builder 提供了对数据库 JSON 列的良好支持。在迁移文件中,你可以轻松地定义一个 JSON 类型的字段来存储结构化数据。

use Illuminate\Database\Migrations\Migration;
use Illuminate\Database\Schema\Blueprint;
use Illuminate\Support\Facades\Schema;

class CreateAreaGroupsTable extends Migration
{
    public function up()
    {
        Schema::create('area_groups', function (Blueprint $table) {
            $table->id();
            $table->json('title'); // 定义一个 JSON 类型的列
            $table->foreignId('area_id')->constrained(); // 示例外键
            $table->timestamps();
        });
    }

    public function down()
    {
        Schema::dropIfExists('area_groups');
    }
}

通过这种方式,您可以在 title 列中存储 JSON 格式的数据,例如 json_encode(['de' => '德语标题', 'en' => 'English Title'])。

为 JSON 子路径创建索引的挑战

尽管 JSON 列可以方便地存储复杂数据,但直接在其内部的特定路径(例如 title->de 或 title->en)上创建索引以加速查询,却并非 Laravel Schema Builder 能够直接支持的简单操作。尝试在原始 SQL CREATE TABLE 语句中直接定义此类功能性索引,如 INDEX area_groups_title_de ((JSON_VALUE(title, '$.de'))),可能会导致像 Argument 1 passed to Doctrine\DBAL\Schema\Index::_addColumn() must be of the type string, null given 这样的 Doctrine DBAL 错误。

这个错误通常发生在 Doctrine(Laravel Schema Builder 的底层库)尝试解析或理解这种复杂的、数据库特定的功能性索引语法时。它无法正确地将功能性索引表达式关联到其内部的列表示,从而导致解析失败。为了解决这一问题,我们需要采用更适合的方式来定义这些高级索引,具体取决于您的数据库版本。

方法一:使用生成列(MySQL 5.7 及更高版本)

对于 MySQL 5.7 及更高版本,可以通过创建“生成列”(Generated Columns)来为 JSON 子路径创建索引。生成列的值是根据其他列计算得出的,可以是虚拟的(VIRTUAL)或存储的(STORED)。通常,VIRTUAL 列更节省空间,但在查询时计算;而 STORED 列占用空间但预先计算。对于索引,两者都有效。

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以下是在 Laravel 迁移中实现此方法的示例:

json('title')->after('id');

            // 创建虚拟生成列,用于提取 JSON 路径的值
            // JSON_UNQUOTE 和 JSON_EXTRACT 组合用于提取并去除字符串引号
            $table->string('title_de_index')
                  ->virtualAs("JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT(title, '$.de'))")
                  ->nullable()
                  ->after('title'); // 可选:指定列位置

            $table->string('title_en_index')
                  ->virtualAs("JSON_UNQUOTE(JSON_EXTRACT(title, '$.en'))")
                  ->nullable()
                  ->after('title_de_index'); // 可选:指定列位置

            // 为这些生成列添加索引
            $table->index('title_de_index', 'area_groups_title_de_index');
            $table->index('title_en_index', 'area_groups_title_en_index');
        });
    }

    public function down()
    {
        Schema::table('area_groups', function (Blueprint $table) {
            $table->dropIndex('area_groups_title_de_index');
            $table->dropIndex('area_groups_title_en_index');
            $table->dropColumn('title_de_index');
            $table->dropColumn('title_en_index');
        });
    }
}

注意事项:

  • virtualAs() 方法用于定义生成列的表达式。
  • JSON_EXTRACT(column, path) 用于从 JSON 列中提取数据。
  • JSON_UNQUOTE() 用于去除提取出的字符串值周围的引号,确保索引的是纯文本。
  • 为生成列添加索引后,数据库在查询这些生成列时将利用索引,从而加速对 JSON 子路径的查询。
  • nullable() 是因为 JSON_EXTRACT 在路径不存在时会返回 NULL。

方法二:直接使用功能性索引(MySQL 8.0 及更高版本)

MySQL 8.0 引入了对功能性索引(Functional Indexes)的直接支持,允许在表达式的结果上创建索引。这使得在 JSON 列的子路径上直接创建索引变得更为简洁。由于 Laravel Schema Builder 对这种高级的索引语法支持有限,推荐使用 DB::statement 来执行原始 SQL 语句,以绕过 Doctrine 的解析限制。

json('title')->after('id');
        // });

        // 使用 DB::statement 添加功能性索引
        // JSON_VALUE 专门用于提取 JSON 中的标量值,并自动去除字符串引号。
        DB::statement('ALTER TABLE area_groups ADD INDEX area_groups_title_de ((JSON_VALUE(title, "$.de")));');
        DB::statement('ALTER TABLE area_groups ADD INDEX area_groups_title_en ((JSON_VALUE(title, "$.en")));');
    }

    public function down()
    {
        // 删除索引
        DB::statement('ALTER TABLE area_groups DROP INDEX area_groups_title_de;');
        DB::statement('ALTER TABLE area_groups DROP INDEX area_groups_title_en;');
    }
}

注意事项:

  • DB::statement 允许您执行任何原始 SQL 语句,绕过 Doctrine 的解析限制。
  • JSON_VALUE(column, path) 函数用于从 JSON 文档中提取指定路径的标量值。它会自动去除字符串引号,因此通常不需要 JSON_UNQUOTE。
  • 这种方法更加直接,但要求数据库版本支持功能性索引(MySQL 8.0+)。
  • 在 down 方法中,务必提供正确的 DROP INDEX 语句来回滚操作。

总结

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