بهینه سازی و افزایش سرعت کوئری JSON در SQLServer 2025

بهینه سازی و افزایش سرعت کوئری‌های JSON در SQLServer 2025

پرس و جوی کارآمد داده‌های JSON در SQLServer از زمان معرفی این قابلیت، موضوعی حیاتی بوده است. در حالی که توابع `JSON_VALUE`، `JSON_QUERY` و `OPENJSON` امکانات قدرتمندی را فراهم می‌کنند، عملکرد آن‌ها می‌تواند در مواجهه با مجموعه‌داده‌های بزرگ یا ساختارهای پیچیده JSON به گلوگاه تبدیل شود. این مقاله، که بخش دوم از سری مقالات ماست، به بهینه سازی کوئری‌های JSON می‌پردازد و به طور خاص، بهبودها و بهترین شیوه‌ها را برای SQL Server 2025 برجسته می‌کند.

آشنایی با توابع JSON موجود و سربار عملکردی آن‌ها

SQL Server چندین تابع داخلی برای تعامل با داده‌های JSON ارائه می‌دهد. `JSON_VALUE` یک مقدار اسکالر را استخراج می‌کند، `JSON_QUERY` یک شیء یا آرایه را استخراج می‌کند و `OPENJSON` یک آرایه JSON را به یک جدول رابطه‌ای تجزیه می‌کند. این توابع در عین قدرتمندی، اغلب شامل تجزیه رشته (string parsing) می‌شوند که می‌تواند پردازشگر محور (CPU-intensive) باشد.

استخراج یک مقدار رشته‌ای ساده را در نظر بگیرید:

SELECT JSON_VALUE(JsonColumn, '$.name') FROM MyTable;

این عملیات، هرچند ساده است، اما برای یافتن کلید ‘name’ نیاز به پیمایش رشته JSON دارد. برای جداول بزرگ، این سربار عملکردی انباشته می‌شود و می‌تواند سرعت اجرای کوئری‌ها را کاهش دهد.

گلوگاه‌های عملکردی با OPENJSON

`OPENJSON` به ویژه برای شکستن آرایه‌های JSON به سطرها و ستون‌ها مفید است. با این حال، عملکرد آن می‌تواند تحت تأثیر اندازه و پیچیدگی سند JSON و تعداد مسیرهای مشخص شده قرار گیرد.

هنگام استفاده از بند `WITH`، SQL Server باید JSON را تجزیه کرده و عناصر را به ستون‌های تعریف شده نگاشت کند.

SELECT * FROM OPENJSON(@jsonInput, '$.items') WITH (id INT '$.id', name NVARCHAR(100) '$.name');

این عملیات می‌تواند کند باشد اگر `jsonInput` بسیار بزرگ باشد یا مسیرهای پیچیده زیادی تعریف شده باشند. بهینه سازی `OPENJSON` نیازمند درک دقیق ساختار داده و نیازهای کوئری است.

بهبودها در SQL Server 2025: ایندکس‌گذاری مسیر JSON و نوع داده JSON بومی

SQL Server 2025 بهبودهای قابل توجهی در مدیریت JSON معرفی می‌کند که هدف آن افزایش عملکرد کوئری‌هاست. یکی از مورد انتظارترین ویژگی‌ها، ایندکس‌گذاری بومی JSON است. این قابلیت به شما امکان می‌دهد روی مسیرهای خاص JSON ایندکس ایجاد کنید و به طور چشمگیری سرعت کوئری‌هایی را که بر اساس ویژگی‌های JSON فیلتر یا مرتب‌سازی می‌کنند، افزایش می‌دهد.

برای ایجاد یک ایندکس روی یک مسیر JSON، ممکن است از گرامری مشابه ستون‌های محاسباتی یا ایندکس مستقیم مسیر JSON استفاده کنید.

ALTER TABLE MyTable ADD Name_JSON AS JSON_VALUE(JsonColumn, '$.name');
CREATE INDEX IX_MyTable_Name_JSON ON MyTable(Name_JSON);

در حالی که کد بالا یک راه‌حل متداول برای نسخه‌های قبلی (ایجاد یک ستون محاسباتی پایدار – persisted computed column) است، انتظار می‌رود SQL Server 2025 دارای ایندکس‌گذاری مستقیم مسیر JSON بومی باشد. این امر به موتور پایگاه داده اجازه می‌دهد مسیرهای JSON را مستقیماً بدون نیاز به ستون محاسباتی درک کند و عملکرد بالاتری ارائه دهد.

یک ارتقاء بالقوه دیگر، نوع داده JSON بومی (native JSON data type) است که سربار تجزیه را کاهش می‌دهد. در صورت پیاده‌سازی، یک نوع داده `JSON`، JSON را در یک فرمت باینری کارآمدتر ذخیره می‌کند، مشابه نحوه عملکرد نوع `XML`. این امر هزینه‌های deserialization را در طول کوئری‌ها کاهش می‌دهد و به سرعت پرس و جوها کمک می‌کند.

معیارگذاری و بهترین شیوه‌ها

برای به حداکثر رساندن عملکرد JSON، این بهترین شیوه‌ها را در نظر بگیرید:

1. مسیرهای JSON که به طور مکرر کوئری می‌شوند را ایندکس کنید: برای ویژگی‌هایی که در بندهای `WHERE` یا `ORDER BY` استفاده می‌شوند، از ستون‌های محاسباتی (در نسخه‌های قدیمی‌تر) یا ایندکس‌گذاری بومی JSON (در SQL Server 2025) استفاده کنید.
2. استخراج داده‌ها را محدود کنید: فقط ویژگی‌های JSON ضروری را استخراج کنید. اگر فقط به چند ستون نیاز دارید، از `SELECT *` از `OPENJSON` خودداری کنید.
3. از توابع مناسب استفاده کنید: `JSON_VALUE` برای مقادیر اسکالر، `JSON_QUERY` برای اشیاء/آرایه‌ها و `OPENJSON` برای تبدیل به سطرها.
4. پردازش دسته‌ای (Batch processing): برای اسناد JSON بزرگ، در صورت امکان قبل از پردازش با `OPENJSON`، آن‌ها را به قطعات کوچک‌تر تقسیم کنید.
5. از ایندکس‌های فیلتر شده (filtered indexes) بهره ببرید: اگر یک ویژگی JSON اغلب NULL است یا دارای مقادیر متداول خاصی است، یک ایندکس فیلتر شده می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد.

مثالی از یک کوئری بهینه شده با استفاده از یک ایندکس JSON بومی (گرامر فرضی برای 2025):

SELECT
    t.Id,
    t.OrderDate,
    JSON_VALUE(t.JsonData, '$.customer.name') AS CustomerName
FROM
    OrdersTable t
WHERE
    JSON_VALUE(t.JsonData, '$.status') = 'Completed'
    AND JSON_VALUE(t.JsonData, '$.totalAmount') > 1000;

با ایندکس‌گذاری بومی JSON روی `$.status` و `$.totalAmount`، این کوئری با استفاده از ایندکس برای فیلتر کردن سریع سطرها قبل از تجزیه کل سند JSON، به طور قابل توجهی سریع‌تر عمل می‌کند و تجربه کاربری بهتری را فراهم می‌آورد.

نتیجه‌گیری

SQL Server 2025 نوید افزایش عملکرد کوئری JSON را با ایندکس‌گذاری بومی و احتمالاً یک نوع داده JSON اختصاصی می‌دهد. با درک مکانیسم‌های زیربنایی توابع JSON و اتخاذ بهترین شیوه‌ها، توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌هایی با عملکرد بالا ایجاد کنند که از انعطاف‌پذیری داده‌های JSON بهره می‌برند و در عین حال کارایی پایگاه داده را حفظ می‌کنند. برای اطلاعات بیشتر در مورد قابلیت‌های JSON در SQL Server 2025 با ما همراه باشید.