淺入 MongoDB

MonogoDB 是什么

MongoDB 是 NoSQL 型數(shù)據(jù)庫(kù)，主要特征是存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，MongoDB 是基于分布式文件存儲(chǔ)的開源數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)

以往我們使用 Mysql、SqlServer 等數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)都是一條條的。MongoDB 的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)正是區(qū)別于這種列-行式的數(shù)據(jù)。

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)具有層級(jí)關(guān)系：

例如：

{
     name: "MongoDB",
     type: "database",
     count: 1,
     info: {
         x: 203,
         y: 102
     }
}

MongoDB 與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)

由于 MongoDB 中，沒(méi)有表、行、列，因此初學(xué) MongoDB 時(shí)可能會(huì)有困擾，這里給出一些 MongoDB 與 普通SQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的術(shù)語(yǔ)。

資料來(lái)源：https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-databases-documents-collections.html

MongoDB 入門命令

使用 mongo 進(jìn)入 MongoDB shell 后，可使用命令(相當(dāng)于SQL)執(zhí)行操作。

注： MongoDB 中，有一個(gè)自動(dòng)的 _id 字段，此字段 MongoDB 自動(dòng)設(shè)置為主鍵并自動(dòng)生成值。

顯示所有數(shù)據(jù)庫(kù)(包含系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù))：

show dbs

當(dāng)前正在操作的數(shù)據(jù)庫(kù)或集合：

db

連接到指定數(shù)據(jù)庫(kù)：

use {數(shù)據(jù)庫(kù)名稱}

顯示所有集合：

show collections
# 或
show tables

查看集合中的所有文檔：

# MyCollection 是集合名稱
db.getCollection("MyCollection").find()
db.getCollection("MyCollection").find().limit(1000).skip(0)

可能你不信，筆者百度了很久，第一頁(yè)沒(méi)找到一篇合適的友好的 "mongoDB 查看集合中的所有文檔"，特別是 CSDN 的垃圾文真的多。建議別瞎折騰了，去下一個(gè) Navicat Premium，操作的時(shí)候，底部會(huì)提示所用的命令。

另外 MongoDB 有很多實(shí)用工具：https://docs.mongodb.com/tools/

文檔

MongoDB 中的文檔(Document)即關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的一條記錄(row)、一行數(shù)據(jù)。

但， MongoDB 中，一個(gè)集合(Collection-Table)中，是不需要具有相同字段的。例如：

A 文檔：

{
     name: "MongoDB",
     type: "database",
     count: 1,
     info: {
         x: 203,
         y: 102
     }
}

B 文檔：

{
     name: "MongoDB",
     typeName: "database",
     dataCount: 1,
     dataInfo: {
         m: 203,
         n: 102
     }
}

.NET Core 示例

我們從一個(gè)基礎(chǔ)模板開始。

創(chuàng)建一個(gè)控制臺(tái)程序，打開 Nuget 搜索并安裝 MongoDB.Driver。

            var client = new MongoClient("mongodb://{MongoDB}:27017");
            IMongoDatabase database = client.GetDatabase("Test");

集合

可以通過(guò) CreateCollection() 或 CreateCollectionAsync() 創(chuàng)建一個(gè)集合，跟普通數(shù)據(jù)庫(kù)不同的是，創(chuàng)建集合時(shí)是不需要指定結(jié)構(gòu)的，只需要指定名稱即可：

await database.CreateCollectionAsync("Test");

獲取集合

GetCollection() 函數(shù)可以讓我們獲取到集合，如果集合不存在，則會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建。

IMongoCollection<TDocument> GetCollection<TDocument>()

由于同一個(gè)集合可以有不同字段和字段類型的文檔，因此幾個(gè)文檔如果有所差別，是很難統(tǒng)一起來(lái)的，例如：

(N/A) 代表此文檔沒(méi)有這個(gè)字段；如果一個(gè)文檔有 10 個(gè)字段，另一個(gè)文檔有 8 個(gè)字段，但是兩者的字段完全不同時(shí)，要合并起來(lái)來(lái)，就有 18 個(gè)字段了。很明顯，不應(yīng)該匯集在一起，而是應(yīng)該使用強(qiáng)類型對(duì)其 ”歸檔“ 。

創(chuàng)建兩個(gè)類，分別為 Test1，Test2，其內(nèi)容如下：

    public class Test1
    {
        public string Name { get; set; }
    }

    public class Test2
    {
        public string DataType { get; set; }
    }

以兩種文檔類型獲取集合：

            var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
            var collection2 = database.GetCollection<Test2>("Test");

這個(gè)獲取集合的意思是，獲取此集合中這類格式的文檔的操作能力。

往集合中插入數(shù)據(jù)：

            collection1.InsertOne(new Test1 { Name = "Test1" });
            collection2.InsertOne(new Test2 { DataType = "Test2" });
			// await collection.InsertOneAsync(object);

啟動(dòng)，查看結(jié)果。

InsertMany() 可以插入批量數(shù)據(jù)：

            Test1[] datas = new Test1[]
            {
                new Test1 { Name = "Test1" }
            };
            collection1.InsertMany(datas);

統(tǒng)計(jì)數(shù)量

獲取集合中所有的文檔數(shù)：

collection1.CountDocuments(new BsonDocument())
// await collection1.CountDocumentsAsync(new BsonDocument());

任意一個(gè)文檔集合對(duì)象，使用 CountDocuments(new BsonDocument()) 都是獲得此集合的所有文檔數(shù)，而不是此類型的文檔數(shù)。例如：

            var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
            collection1.CountDocuments(new BsonDocument())

獲取的并不是 Test1 類型的文檔數(shù)量，而是整個(gè)集合所有文檔的數(shù)量。

原因是，CountDocuments() 是一個(gè)過(guò)濾器函數(shù)，可以使用指定條件來(lái)篩選符合條件的文檔的數(shù)量。指定條件后面會(huì)介紹。

查詢

MongoDB 的查詢并不像 LInq 中的表達(dá)式，基礎(chǔ)了 IEnumerable或 IEnumerable<T> 接口，因此驅(qū)動(dòng)沒(méi)有 Where、Select 這種表達(dá)式的查詢方法。

Find() 函數(shù)是查詢函數(shù)，里面可以添加豐富的表達(dá)式，來(lái)篩選文檔，當(dāng)數(shù)據(jù)加載到本地內(nèi)存后，即可使用豐富的表達(dá)式。

BsonDocument 是一個(gè)類型，代表了要查詢的文檔篩選條件，如果 BsonDocument 對(duì)象沒(méi)有添加任何屬性，則代碼沒(méi)有篩選參數(shù)，則默認(rèn)所有文檔都符號(hào)條件。

我們把 Test1 和 Test2 類型，都加上一個(gè)屬性：

        public ObjectId _id { get; set; }

不然會(huì)報(bào)格式化錯(cuò)誤：System.FormatException

如何序列化文檔

document 是文檔對(duì)象， JsonSerializer 是 System.Text.Json 的靜態(tài)類。

Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(document));

查詢第一條記錄

var document = collection1.Find(new BsonDocument()).FirstOrDefault();

不加條件可能導(dǎo)致的問(wèn)題

以下代碼會(huì)導(dǎo)致程序報(bào)錯(cuò)：

            var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();
            foreach(var item in documents)
            {
                Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(item));
            }

因?yàn)?nbsp;collection1 是標(biāo)記為 Test1 的文檔集合；但是 .Find(new BsonDocument()) 是查詢集合中的所有文檔，因此獲取到 Test2。

但是 Test2 是不能轉(zhuǎn)為 Test1 的，因此，會(huì)導(dǎo)致程序報(bào)錯(cuò)。

查看所有文檔

var documents = collection1.Find(new BsonDocument()).ToList();
var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();

前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，如果集合中存在其它格式的文檔，獲取全部文檔時(shí)，因?yàn)?Test2 跟 Test1 沒(méi)任何關(guān)系，會(huì)導(dǎo)致 MongoDB.Driver 報(bào)錯(cuò)。

如果文檔數(shù)量比較大，要使用異步的 ForEachAsync() 查詢，其原理是 回調(diào)。

            List<Test1> tests = new List<Test1>();
            Action<Test1> action = item =>
            {
                tests.Add(item);
                Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(item));
            };

            await collection1.Find(new BsonDocument()).ForEachAsync(action);

查詢結(jié)束

使用 Find() 以及后續(xù)函數(shù)查詢后，要結(jié)束查詢(延遲加載)，可以使用 ToCursor() 函數(shù)結(jié)束，程序會(huì)立即開始查詢并將數(shù)據(jù)返回內(nèi)存。

轉(zhuǎn)換查詢

使用 ToEnumerable() 可以使用 Linq 來(lái)查詢文檔。

var list = collection1.Find(new BsonDocument()).ToCursor().ToEnumerable();

過(guò)濾器

前面我們查詢的時(shí)候都使用 .Find(new BsonDocument())，BsonDocument 是過(guò)濾器對(duì)象，里面存儲(chǔ)了過(guò)濾的規(guī)則，但是我們不能直接設(shè)置 new BsonDocument()中的屬性，而是使用構(gòu)建器FilterDefinitionBuilder對(duì)象，而此對(duì)象可以通過(guò) MongoDB.Driver.Builders<TDocument>.Filter 創(chuàng)建 。

假設(shè)有以下數(shù)據(jù)集(文檔)：

5f8bdf88e63d14cb5f01dd85	小明	19
5f8bdf88e63d14cb5f01dd86	小紅	20
5f8bdf88e63d14cb5f01dd87	小張	16
5f8bdf88e63d14cb5f01dd88	小小	17
    
# -----插入數(shù)據(jù)的代碼-----
    public class Test
    {
        public ObjectId _id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

            var datas = new Test[]
            {
                new Test{ Name="小明",Age=19},
                new Test{ Name="小紅",Age=20},
                new Test{ Name="小張",Age=16},
                new Test{ Name="小小",Age=17}
            };

            collection.InsertMany(datas);

使用構(gòu)建器：

FilterDefinition<Test> filter = Builders<Test>.Filter

查詢 Age 大于 18 的文檔：

FilterDefinition<Test> filter = filterBuilder.Where(item => item.Age >= 18);

獲取結(jié)果：

Test[] documents = collection.Find(filter).ToEnumerable<Test>().ToArray();

過(guò)濾器還有 Gt()、In()、Lte() 等非 Linq 的函數(shù)，需要查看文檔學(xué)習(xí)。

Builders<TDocument>

Builders<TDocument> 除了能夠生成過(guò)濾構(gòu)建器，還有其它幾種構(gòu)建器：

		// 條件過(guò)濾
        public static FilterDefinitionBuilder<TDocument> Filter { get; }

		// 索引過(guò)濾
        public static IndexKeysDefinitionBuilder<TDocument> IndexKeys { get; }

		// 映射器，相當(dāng)于使用 Linq 的 .Select() 查詢自己只需要的字段
        public static ProjectionDefinitionBuilder<TDocument> Projection { get; }

		// 排序，創(chuàng)建排序規(guī)則，如工具年齡排序
        public static SortDefinitionBuilder<TDocument> Sort { get; }

		// 更新，更新某些字段的值等
        public static UpdateDefinitionBuilder<TDocument> Update { get; }

詳細(xì)請(qǐng)參考 https://mongodb.github.io/mongo-csharp-driver/2.10/reference/driver/definitions/#projections

名稱映射

由于 MongoDB 區(qū)分字段的大小寫，文檔的字段一般使用駝峰命名法，首字母小寫，而 C# 字段屬性首字母是 大小開頭的，因此需要不同名稱對(duì)應(yīng)起來(lái)。

可以使用 BsonElement 特性來(lái)設(shè)置映射的名稱。

class Person
{
    [BsonElement("fn")]
    public string FirstName { get; set; }

    [BsonElement("ln")]
    public string LastName { get; set; }
}

以上就是 MongoDB 的初入門知識(shí)，但是使用了 MongoDB 有什么好處？可以參考這篇文章：http://chabaoo.cn/article/238542.htm

整理場(chǎng)景如下：

• 存儲(chǔ)應(yīng)用程序日志。日志結(jié)構(gòu)化，查找方便，可以導(dǎo)出其它格式和二次利用。

• 增加字段不需要改動(dòng)表結(jié)構(gòu)，靈活變更。

• 支持 json 格式導(dǎo)入；類似 json 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；能夠很容易還原對(duì)象的屬性，一次性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；如果使用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，則需要建立多個(gè)表并設(shè)置主鍵外界關(guān)系。

• 集群。分布式集群海量數(shù)據(jù)，容易拓展；故障轉(zhuǎn)移保證服務(wù)可用；

• 解決分布式文件存儲(chǔ)需求。

• 索引方式靈活。

到此這篇關(guān)于MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)介紹并用.NET Core對(duì)其進(jìn)行編碼的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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