從3.6版本開始，MongoDB支持根據提供的 JSON Schema驗證documents的集合。在創建集合時，可以定義schema本身以及驗證操作和級別，如下例所示：
例1：示例JSON schema

{"type": "object",                                     --------1                   "required": [ "firstname", "lastname" ],              --------2                   "properties": {                                       --------3                   "firstname": {                                      --------4                   "type": "string","enum": [ "luke", "han" ]},"address": {                                        --------5                   "type": "object","properties": {"postCode": { "type": "string", "minLength": 4, "maxLength": 5 }}}}
}1. JSON schema documents總是從根描述整個document。schema是一個schema對象本身，它可以包含描述屬性和子文檔的嵌入schema對象。
2. required是一個屬性，用于描述文檔中需要哪些屬性。可以選擇性地指定它以及其他schema約束。請參閱MongoDB關于[可用關鍵字](https://www.mongodb.com/docs/manual/reference/operator/query/jsonSchema/#available-keywords)的文檔。
3. properties與描述對象類型的schema對象相關。它包含特定于屬性的schema約束。
4. firstname為document中的firstname字段指定約束。這里，它是一個基于字符串的屬性元素，聲明可能的字段值。
5. address是一個子文檔，在其postCode字段中定義值的schema。

你可以通過指定schema document(即，通過使用Document API解析或構建document對象)或使用Spring Data的JSON schema實用程序在org.springframework.data.mongodb.core.schema中構建它來提供schema。MongoJsonSchema是所有JSON模式相關操作的入口點。下面的示例展示了如何使用MongoJsonSchema.builder()來創建JSON schema:
例2：創建JSON schema

MongoJsonSchema.builder()                                                    --------1.required("lastname")                                                    --------2.properties(required(string("firstname").possibleValues("luke", "han")), --------3object("address").properties(string("postCode").minLength(4).maxLength(5))).build();                                                                --------41. 獲取一個schema生成器，以使用fluent API配置schema。
2. 如圖所示直接配置所需屬性，或如第3步所示提供更多詳細信息。
3. 配置所需的String類型的firstname字段，只允許使用luke和han值。屬性可以是類型化的，也可以是非類型化的。使用JsonSchemaProperty的靜態導入使語法稍微緊湊一點，并獲取string(…)等入口點。
4. 生成schema對象。

通過gateway接口上的靜態方法，已經有一些預定義的強類型schema對象(JsonSchemaObject和JsonSchemaProperty)可用。但是，你可能需要構建自定義屬性驗證規則，這些規則可以通過builder API創建，如下面的示例所示:

// "birthdate" : { "bsonType": "date" }
JsonSchemaProperty.named("birthdate").ofType(Type.dateType());// "birthdate" : { "bsonType": "date", "description", "Must be a date" }
JsonSchemaProperty.named("birthdate").with(JsonSchemaObject.of(Type.dateType()).description("Must be a date"));

CollectionOptions為集合提供了schema支持的入口點，如下面的示例所示:
使用$jsonSchema創建集合

MongoJsonSchema schema = MongoJsonSchema.builder().required("firstname", "lastname").build();template.createCollection(Person.class, CollectionOptions.empty().schema(schema));

一、生成Schema

建立一個schema可能是一項耗時的任務，如果想快速構建schema，可以使用JsonSchemaCreator。
JsonSchemaCreator及其默認實現生成映射基礎設施提供的MongoJsonSchema域外類型元數據。這意味著，要考慮帶注解的屬性以及潛在的自定義轉換。
例4：從域類型生成Json Schema

public class Person {private final String firstname;                   --------1private final int age;                            --------2private Species species;                          --------3private Address address;                          --------4private @Field(fieldType=SCRIPT) String theForce; --------5private @Transient Boolean useTheForce;           --------6public Person(String firstname, int age) {        --------1，2 this.firstname = firstname;this.age = age;}// gettter / setter omitted
}MongoJsonSchema schema = MongoJsonSchemaCreator.create(mongoOperations.getConverter()).createSchemaFor(Person.class);template.createCollection(Person.class, CollectionOptions.empty().schema(schema));

{'type' : 'object','required' : ['age'],                   --------2  'properties' : {'firstname' : { 'type' : 'string' },--------1  'age' : { 'bsonType' : 'int' }      --------2  'species' : {                       --------3  'type' : 'string','enum' : ['HUMAN', 'WOOKIE', 'UNKNOWN']}'address' : {                       --------4  'type' : 'object''properties' : {'postCode' : { 'type': 'string' }}},'theForce' : { 'type' : 'javascript'} --------5}
}1. 簡單對象屬性被認為是常規屬性。
2. 原始類型被認為是必需的屬性，
3. 枚舉被限制為可能的值。
4. 對象類型屬性被檢查并表示為嵌套文檔。
5. 由轉換器轉換為代碼的字符串類型屬性。
6. 在生成schema時忽略@Transient屬性。

_id屬性使用可以轉換為ObjectId的類型，如String，映射到{ type : ‘object’ }，除非有更具體的信息可以通過@MongoId注解獲得。
表1：特殊Schema生成規則

Java	Schema Type	Notes
Object	type : object	with properties if metadata available.
Collection	type : array	-
Map	type : object	-
Enum	type : string	with enum property holding the possible enumeration values.
array	type : array	simple type array unless it’s a byte[]
byte[]	bsonType : binData	-

上面的示例演示了如何從非常精確的類型源派生schema。在域模型中使用多態元素可能導致Object和泛型<T>類型的模式表示不準確，它們很可能表示為{ type : ‘object’ }，而沒有進一步的說明。MongoJsonSchemaCreator.property(…)允許定義額外的細節，比如在呈現schema時應該考慮的嵌套文檔類型。
例5：為屬性指定其他類型

class Root {Object value;
}class A {String aValue;
}class B {String bValue;
}
MongoJsonSchemaCreator.create().property("value").withTypes(A.class, B.class) --------1

{'type' : 'object','properties' : {'value' : {'type' : 'object','properties' : {                       --------1 'aValue' : { 'type' : 'string' },'bValue' : { 'type' : 'string' }}}}
}1. 給定類型的屬性被合并到一個元素中。

MongoDB的schema-free方法允許在一個集合中存儲不同結構的文檔。它們可以被建模為具有公共基類。無論選擇哪種方法，MongoJsonSchemaCreator.merge(…)都可以幫助滿足將多個schema合并為一個schema的需要。
例6：將多個Schemas合并到單個Schema定義中

abstract class Root {String rootValue;
}class A extends Root {String aValue;
}class B extends Root {String bValue;
}MongoJsonSchemaCreator.mergedSchemaFor(A.class, B.class) --------1

{'type' : 'object','properties' : {                                  --------1'rootValue' : { 'type' : 'string' },'aValue' : { 'type' : 'string' },'bValue' : { 'type' : 'string' }}}
}1. 給定類型的屬性(及其繼承的屬性)被組合到一個schema中。

具有相同名稱的屬性需要引用相同的JSON schema才能進行組合。下面的示例展示了由于數據類型不匹配而無法自動合并的定義。在這種情況下，一個ConflictResolutionFunction必須提供給MongoJsonSchemaCreator。

class A extends Root {String value;
}class B extends Root {Integer value;
}

二、加密字段

MongoDB 4.2字段級加密允許直接加密單個屬性。
設置JSON Schema時，可以將屬性封裝在加密的屬性中，如下例所示。
例7：通過Json Schema進行客戶端字段級加密

MongoJsonSchema schema = MongoJsonSchema.builder().properties(encrypted(string("ssn")).algorithm("AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic").keyId("*key0_id")).build();

如果不想手動定義加密字段，可以利用@Encrypted注解，如下面的代碼片段所示。
例8：通過Json Schema進行客戶端字段級加密

@Document
@Encrypted(keyId = "xKVup8B1Q+CkHaVRx+qa+g==", algorithm = "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Random")   --------1
static class Patient {@Id String id;String name;@Encrypted   --------2String bloodType;@Encrypted(algorithm = "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic")  --------3Integer ssn;
}1. 將為encryptMetadata設置默認的加密設置。
2. 使用默認加密設置的加密字段。
3. Encrypted字段覆蓋默認加密算法。

@Encrypted注解支持通過SpEL表達式解析keyIds。為此，需要提供額外的環境元數據(通過MappingContext)。

@Document
@Encrypted(keyId = "#{mongocrypt.keyId(#target)}")
static class Patient {@Id String id;String name;@Encrypted(algorithm = "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Random")String bloodType;@Encrypted(algorithm = "AEAD_AES_256_CBC_HMAC_SHA_512-Deterministic")Integer ssn;
}MongoJsonSchemaCreator schemaCreator = MongoJsonSchemaCreator.create(mappingContext);
MongoJsonSchema patientSchema = schemaCreator.filter(MongoJsonSchemaCreator.encryptedOnly()).createSchemaFor(Patient.class);

mongocrypt.keyId函數是通過EvaluationContextExtension定義的，如下面的代碼片段所示。提供自定義擴展提供了計算keyIds的最靈活的方法。

public class EncryptionExtension implements EvaluationContextExtension {@Overridepublic String getExtensionId() {return "mongocrypt";}@Overridepublic Map<String, Function> getFunctions() {return Collections.singletonMap("keyId", new Function(getMethod("computeKeyId", String.class), this));}public String computeKeyId(String target) {// ... lookup via target element name}
}

三、JSON Schema類型

下表展示了支持的JSON schema類型:
支持的JSON schema類型

Schema Type	Java Type	Schema Properties
untyped	-	description, generated description, enum, allOf, anyOf, oneOf, not
object	Object	required, additionalProperties, properties, minProperties, maxProperties, patternProperties
array	any array except byte[]	uniqueItems, additionalItems, items, minItems, maxItems
string	String	minLength, maxLentgth, pattern
int	int, Integer	multipleOf, minimum, exclusiveMinimum, maximum, exclusiveMaximum
long	long, Long	multipleOf, minimum, exclusiveMinimum, maximum, exclusiveMaximum
double	float, Float, double, Double	multipleOf, minimum, exclusiveMinimum, maximum, exclusiveMaximum
decimal	BigDecimal	multipleOf, minimum, exclusiveMinimum, maximum, exclusiveMaximum
number	Number	multipleOf, minimum, exclusiveMinimum, maximum, exclusiveMaximum
binData	byte[]	(none)
boolean	boolean, Boolean	(none)
null	null	(none)
objectId	ObjectId	(none)
date	java.util.Date	(none)
timestamp	BsonTimestamp	(none)
regex	java.util.regex.Pattern	(none)

untyped是由所有類型化schema類型繼承的泛型類型。它將所有untyped schema屬性提供給類型化schema類型。
有關更多信息，請參閱$jsonSchema。