Mongodb介紹及springboot集成增刪改查

文章目錄

- 1. MongoDB相關概念
- - 1.1 業務應用場景
  - 1.2 MongoDB簡介
  - 1.3 體系結構
  - 1.4 數據模型
  - 1.5 MongoDB的特點
2. docker安裝mongodb
3. springboot集成
- 3.1 文件結構
- 3.2 增刪改查
- - 3.2.1 增加insert
  - 3.2.2 保存save
  - 3.2.3 更新update
  - 3.2.4 查詢
  - 3.2.5 刪除

1. MongoDB相關概念

1.1 業務應用場景

傳統的關系型數據庫（如MySQL），在數據操作的“三高”需求以及應對Web2.0的網站需求面前，顯得力不從心。

解釋：“三高”需求：

? High performance - 對數據庫高并發讀寫的需求。

? Huge Storage - 對海量數據的高效率存儲和訪問的需求。

? High Scalability && High Availability- 對數據庫的高可擴展性和高可用性的需求。

而MongoDB可應對“三高”需求。

具體的應用場景如：

1）社交場景，使用 MongoDB 存儲存儲用戶信息，以及用戶發表的朋友圈信息，通過地理位置索引實現附近的人、地點等功能。

2）游戲場景，使用 MongoDB 存儲游戲用戶信息，用戶的裝備、積分等直接以內嵌文檔的形式存儲，方便查詢、高效率存儲和訪問。

3）物流場景，使用 MongoDB 存儲訂單信息，訂單狀態在運送過程中會不斷更新，以 MongoDB 內嵌數組的形式來存儲，一次查詢就能將訂單所有的變更讀取出來。

4）物聯網場景，使用 MongoDB 存儲所有接入的智能設備信息，以及設備匯報的日志信息，并對這些信息進行多維度的分析。

5）視頻直播，使用 MongoDB 存儲用戶信息、點贊互動信息等。

這些應用場景中，數據操作方面的共同特點是：

（1）數據量大

（2）寫入操作頻繁（讀寫都很頻繁）

（3）價值較低的數據，對事務性要求不高

對于這樣的數據，我們更適合使用MongoDB來實現數據的存儲。

什么時候選擇MongoDB

在架構選型上，除了上述的三個特點外，如果你還猶豫是否要選擇它？可以考慮以下的一些問題：

應用不需要事務及復雜 join 支持

新應用，需求會變，數據模型無法確定，想快速迭代開發

應用需要2000-3000以上的讀寫QPS（更高也可以）

應用需要TB甚至 PB 級別數據存儲

應用發展迅速，需要能快速水平擴展

應用要求存儲的數據不丟失

應用需要99.999%高可用

應用需要大量的地理位置查詢、文本查詢

如果上述有1個符合，可以考慮 MongoDB，2個及以上的符合，選擇 MongoDB 絕不會后悔。

思考：如果用MySQL呢？

答：相對MySQL，可以以更低的成本解決問題（包括學習、開發、運維等成本）

1.2 MongoDB簡介

MongoDB是一個開源、高性能、無模式的文檔型數據庫，當初的設計就是用于簡化開發和方便擴展，是NoSQL數據庫產品中的一種。是最像關系型數據庫（MySQL）的非關系型數據庫。

它支持的數據結構非常松散，是一種類似于 JSON 的格式叫BSON，所以它既可以存儲比較復雜的數據類型，又相當的靈活。

MongoDB中的記錄是一個文檔，它是一個由字段和值對（field:value）組成的數據結構。MongoDB文檔類似于JSON對象，即一個文檔認為就是一個對象。字段的數據類型是字符型，它的值除了使用基本的一些類型外，還可以包括其他文檔、普通數組和文檔數組。

1.3 體系結構

MySQL和MongoDB對比
在這里插入圖片描述

SQL術語/概念	MongoDB術語/概念	解釋/說明
database	database	數據庫
table	collection	數據庫表/集合
row	document	數據記錄行/文檔
column	field	數據字段/域
index	index	索引
table joins		表連接,MongoDB不支持
	嵌入文檔	MongoDB通過嵌入式文檔來替代多表連接
primary key	primary key	主鍵,MongoDB自動將_id字段設置為主鍵

1.4 數據模型

MongoDB的最小存儲單位就是文檔(document)對象。文檔(document)對象對應于關系型數據庫的行。數據在MongoDB中以BSON（Binary-JSON）文檔的格式存儲在磁盤上。

BSON（Binary Serialized Document Format）是一種類json的一種二進制形式的存儲格式，簡稱Binary JSON。BSON和JSON一樣，支持內嵌的文檔對象和數組對象，但是BSON有JSON沒有的一些數據類型，如Date和BinData類型。

BSON采用了類似于 C 語言結構體的名稱、對表示方法，支持內嵌的文檔對象和數組對象，具有輕量性、可遍歷性、高效性的三個特點，可以有效描述非結構化數據和結構化數據。這種格式的優點是靈活性高，但它的缺點是空間利用率不是很理想。

Bson中，除了基本的JSON類型：string,integer,boolean,double,null,array和object，mongo還使用了特殊的數據類型。這些類型包括date,object id,binary data,regular expression 和code。每一個驅動都以特定語言的方式實現了這些類型，查看你的驅動的文檔來獲取詳細信息。

BSON數據類型參考列表：

數據類型	描述	舉例
字符串	UTF-8字符串都可表示為字符串類型的數據	{“x” : “foobar”}
對象id	對象id是文檔的12字節的唯一 ID	{“X” :ObjectId() }
布爾值	真或者假：true或者false	{“x”:true}+
數組	值的集合或者列表可以表示成數組	{“x” ： [“a”, “b”, “c”]}
32位整數	類型不可用。JavaScript僅支持64位浮點數，所以32位整數會被自動轉換。	shell是不支持該類型的，shell中默認會轉換成64位浮點數
64位整數	不支持這個類型。shell會使用一個特殊的內嵌文檔來顯示64位整數	shell是不支持該類型的，shell中默認會轉換成64位浮點數
64位浮點數	shell中的數字就是這一種類型	{“x”：3.14159，“y”：3}
null	表示空值或者未定義的對象	{“x”:null}
undefined	文檔中也可以使用未定義類型	{“x”:undefined}
符號	shell不支持，shell會將數據庫中的符號類型的數據自動轉換成字符串
正則表達式	文檔中可以包含正則表達式，采用JavaScript的正則表達式語法	{“x” ： /foobar/i}
代碼	文檔中還可以包含JavaScript代碼	{“x” ： function() { /* …… */ }}
二進制數據	二進制數據可以由任意字節的串組成，不過shell中無法使用
最大值/最小值	BSON包括一個特殊類型，表示可能的最大值。shell中沒有這個類型。

提示：

shell默認使用64位浮點型數值。{“x”：3.14}或{“x”：3}。對于整型值，可以使用NumberInt（4字節符號整數）或NumberLong（8字節符號整數），{“x”:NumberInt(“3”)}{“x”:NumberLong(“3”)}

1.5 MongoDB的特點

MongoDB主要有如下特點：

（1）高性能：

MongoDB提供高性能的數據持久性。特別是,

對嵌入式數據模型的支持減少了數據庫系統上的I/O活動。

索引支持更快的查詢，并且可以包含來自嵌入式文檔和數組的鍵。（文本索引解決搜索的需求、TTL索引解決歷史數據自動過期的需求、地理位置索引可用于構建各種 O2O 應用）

mmapv1、wiredtiger、mongorocks（rocksdb）、in-memory 等多引擎支持滿足各種場景需求。

Gridfs解決文件存儲的需求。

（2）高可用性：

MongoDB的復制工具稱為副本集（replica set），它可提供自動故障轉移和數據冗余。

（3）高擴展性：

MongoDB提供了水平可擴展性作為其核心功能的一部分。

分片將數據分布在一組集群的機器上。（海量數據存儲，服務能力水平擴展）

從3.4開始，MongoDB支持基于片鍵創建數據區域。在一個平衡的集群中，MongoDB將一個區域所覆蓋的讀寫只定向到該區域內的那些片。

（4）豐富的查詢支持：

MongoDB支持豐富的查詢語言，支持讀和寫操作(CRUD)，比如數據聚合、文本搜索和地理空間查詢等。

（5）其他特點：如無模式（動態模式）、靈活的文檔模型

2. docker安裝mongodb

單機安裝

1. 拉取鏡像
docker pull mongo:latest
//2. 創建掛載目錄
//mkdir -p /root/data/mongodata 可以不用，直接用~/data/mongodata
2. 運行容器
docker run -di --name mongo-service \
--restart=always \
-p 27017:27017 \
-v ~/data/mongodata:/data mongo:latest

連接mongodb

studio3t是mongodb優秀的客戶端工具。官方地址在https://studio3t.com/

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3. springboot集成

3.1 文件結構

工程結構
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pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>com.ganz</groupId><artifactId>mongodb-demo</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><properties><maven.compiler.source>8</maven.compiler.source><maven.compiler.target>8</maven.compiler.target><project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding></properties><!-- 繼承Spring boot --><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.1.5.RELEASE</version></parent><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId></dependency><!-- mongodb --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId></dependency><!-- lombok --><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.8</version></dependency></dependencies>
</project>

application.yml

server:port: 9998
spring:data:mongodb:host: 192.168.200.131port: 27017database: test-db
#      username: root
#      password: root
#      authentication-database: admin

pojo

@Data
@Document("ap_associate_words")
public class ApAssociateWords implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;private String id;/*** 聯想詞*/private String associateWords;/*** 創建時間*/private Date createdTime;/*** 得分*/private Integer score;}

測試類

@SpringBootTest(classes = MongoApplication.class)
@RunWith(SpringRunner.class)
public class MongoTest {@Autowiredprivate MongoTemplate mongoTemplate;/*** 單個增加*/@Testpublic void testInsert(){ApAssociateWords apAssociateWords =new ApAssociateWords();apAssociateWords.setId("1");apAssociateWords.setAssociateWords("今天5月22日");apAssociateWords.setCreatedTime(new Date());mongoTemplate.insert(apAssociateWords);}
}

3.2 增刪改查

3.2.1 增加insert

單個增加

@Test
public void testInsert(){ApAssociateWords apAssociateWords =new ApAssociateWords();apAssociateWords.setId("1");apAssociateWords.setAssociateWords("今天5月22日");apAssociateWords.setCreatedTime(new Date());mongoTemplate.insert(apAssociateWords);
}

運行結果
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批量增加

@Test
public void testBatchInsert(){ArrayList<ApAssociateWords> list = new ArrayList<>();for (int i=0;i<10;i++){ApAssociateWords apAssociateWords = new ApAssociateWords();apAssociateWords.setId((i+10)+"");apAssociateWords.setAssociateWords("今天是這學期第"+i+"天");apAssociateWords.setCreatedTime(new Date());int score =(int)Math.random()*100;apAssociateWords.setScore(score);list.add(apAssociateWords);}mongoTemplate.insertAll(list);
}

運行結果
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3.2.2 保存save

不同于insert和update

當id不存在的時候，insert；當id存在的時候，update

/*** 保存:當id不存在的時候，插入*     當id存在的時候，修改*/@Testpublic void testSave(){ApAssociateWords apAssociateWords = new ApAssociateWords();apAssociateWords.setId("1");apAssociateWords.setAssociateWords("今天5月22日");apAssociateWords.setCreatedTime(new Date());apAssociateWords.setScore(65);mongoTemplate.save(apAssociateWords);}

運行結果
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3.2.3 更新update

/*** 修改*/
@Test
public void testUpdate(){//Query 相當于mysql中update的where后的條件Query query = Query.query(Criteria.where("score").gt(60));//update 相當于mysql中update的set后的新數據Update update = new Update();update.set("associateWords","分數大于60");//updateFirst 修改符合條件的第一條//mongoTemplate.updateFirst(query,update,ApAssociateWords.class);//updateMulti 修改所有符合條件的mongoTemplate.updateMulti(query,update,ApAssociateWords.class);
}

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3.2.4 查詢

/*** 查詢*/
@Test
public void testFind(){Query query =Query.query(Criteria.where("associateWords")// 模糊查詢.regex("今天")// 10 < score < 30.and("score").gt(10).lt(50));// 排序 相當于order by score ascquery.with(Sort.by(Sort.Direction.ASC,"score"));// 分頁 相當于 limit 0, 2query.with(PageRequest.of(0,2));List<ApAssociateWords> result = mongoTemplate.find(query, ApAssociateWords.class);for (ApAssociateWords apAssociateWords:result){System.out.println(apAssociateWords);}
}

運行結果
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3.2.5 刪除

/*** 刪除*/
@Test
public void testRemove(){// _id = "15"Query query = Query.query(Criteria.where("_id").is("15"));mongoTemplate.remove(query, ApAssociateWords.class);
}