Java项目笔记之MongoDB

java学途 2021-06-21

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不点蓝字，我们哪来故事？

MongoDB

目标

了解MongoDB数据库结构
掌握基本的CRUD和高级查询操作
掌握Spring Data MongoDB的使用

MongoDB介绍

简介

MongoDB是一个基于分布式文件存储的数据库。由C++语言编写。旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。它支持的数据结构非常松散，是类似json的bson格式，因此可以存储比较复杂的数据类型。Mongo最大的特点是它支持的查询语言非常强大，其语法有点类似于面向对象的查询语言，几乎可以实现类似关系数据库单表查询的绝大部分功能，而且还支持对数据建立索引。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1628146397605671081&wfr=spider&for=pc

特点

高性能
易部署
易使用
非常方便的存储数据

对比MySQL

目前环境下，只要对事务要求不高的业务都能被MongoDB所取代，属于及其热门的NoSQL数据库

数据库结构

MongoDB属于NoSQL数据库，自然也是没有表相关概念的，该数据库存储使用的是集合，集合中存储的是文档(树状结构数据)

安装和连接

安装客户端和服务器

根据安装包的提示操作，选择自定义安装，其中只安装服务端和客户端即可

最后千万不要勾选

连接服务器

安装好后，默认会启动MongoDB服务器，可以在服务列表中找到MongoDB Server查看是否处于运行状态，已经处于运行状态则直接进入安装目录/Server/bin,运行mongo.exe，出现以下画面表示安装成功了

补充：MongoDB默认端口27017

基本操作

MongoDB的操作有很多，需要掌握更多技能的同学可以查询在线的文档，这里主要是讲这么去学习这个工具

在线文档教程: https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-tutorial.html

语法

 show dbs: 查询所有数据库
 use 数据库名: 创建并且选中数据库，数据库已经存在则直接选中
 db: 查询当前选择的数据库
 db.dropDatabase(): 删除当前选中的数据库
 show collections: 查询当前库中的集合
 db.createCollection("集合名"): 创建集合
 db.集合名.drop(): 删除集合
 
 注意: db.集合名 == db.getCollection("集合名")

新增操作

数据类型

在MongoDB中支持以下的数据类型

 String（字符串）: mongodb中的字符串是UTF-8有效的 
 Integer（整数）: 存储数值。整数可以是32位或64位，具体取决于您的服务器
 Boolean（布尔）: 存储布尔(true/false)值
 Double（双精度）: 存储浮点值
 Arrays（数组）: 将数组或列表或多个值存储到⼀个键中
 Timestamp（时间戳）: 存储时间戳
 Object（对象）: 嵌⼊式⽂档
 Null （空值）: 存储Null值
 Symbol（符号）: 与字符串相同，⽤于具有特定符号类型的语⾔
 Date（⽇期）: 以UNIX时间格式存储当前⽇期或时间
 Object ID（对象ID） : 存储⽂档ID
 Binary data（⼆进制数据）: 存储⼆进制数据
 Code（代码）: 将JavaScript代码存储到⽂档中
 Regular expression（正则表达式）: 存储正则表达式

语法

往集合中新增文档，当集合不存在时会自动先创建集合，再往集合中添加文档，但是不要依赖自动创建集合的特性

 db.集合名.insert( 文档 ) : 往集合中插入一个文档
 db.集合名.find({}): 查询集合中所有文档

当操作成功时，集合会给文档生成一个_id字段，该字段就是文档的主键，也能在插入数据时自己指定该字段的值，但是不建议这样做

实例

 //插入员工对象
 db.users.insert({id: 1, name: "bunny", age: 20})
 db.users.insert({id: 2, name: "逍遥", age: 18})
 
 注意：直接写数字默认是Duble类型，其实在使用时是不影响的，仅仅只是类型问题

更新操作

修改集合中已经存在的文档

语法

 db.集合名.update(
   <query>，
   <update>，
   {
         upsert: <boolean>，
         multi: <boolean>，
         writeConcern: <document>
   }
 )
 
 简化方法：
 更新1个：db.集合名.updateOne( ... )
 更新所有：db.集合名.updateMany( ... )

参数说明：

query : update的查询条件，类似sql update查询内where后面的。
update : update的对象和一些更新的操作符（如$，$inc...）等，也可以理解为sql update查询内set后面的
upsert : 可选，这个参数的意思是，如果不存在update的记录，是否插入objNew，true为插入，默认是false，不插入。
multi : 可选，mongodb 默认是false，只更新找到的第一条记录，如果这个参数为true，就把按条件查出来多条记录全部更新。
writeConcern :可选，抛出异常的级别

实例

 //把一个带有name=逍遥的文档，修改其age值为30
 db.employees.updateOne({name: "逍遥"}, {$set: {age: 30}})
 
 //修改所有name=逍遥的文档，修改其name=bunny，age=20
 db.employees.updateMany({name: "逍遥"}， {$set: {name: "bunny", age: 30}})
 
 //修改所有的文档，修改其name=xxx，age=10
 db.employees.updateMany({}， {$set: {name: "xxx", age: 10}})

删除操作

删除集合中的文档

语法

 db.集合名.remove(
   <query>，
   {
         justOne: <boolean>，
         writeConcern: <document>
   }
 )
 
 简化方法：
 删除1个：db.集合名.deleteOne( ... )
 删除所有：db.集合名.deleteMany( ... )

参数说明：

query :（可选）删除的文档的条件。
justOne : （可选）如果设为 true 或 1，则只删除一个文档，如果不设置该参数，或使用默认值 false，则删除所有匹配条件的文档。
writeConcern :（可选）抛出异常的级别

实例

 //删除_id=xxx的文档
 db.users.deleteOne({_id: ObjectId("xxx")})
 
 //删除所有带有name=bunny的文档
 db.users.deleteMany({name: "bunny"})
 
 //删除当前数据库中所有文档
 db.users.deleteMany({})

查询操作

语法

 db.集合名.find(query， projection)

query ：可选，使用查询操作符指定查询条件
projection ：可选，使用投影操作符指定返回的键。查询时返回文档中所有键值，只需省略该参数即可（默认省略）

实例

 //查询所有文档
 db.users.find({})

排序查询

 db.users.find({}).sort({字段: 1}) -> 按照字段升序排列
 db.users.find({}).sort({字段: -1}) -> 按照字段降序排列

分页查询

 sikp(num): 跳过num个文档，相当于start
 limit(num): 限制显示num个文档，相当于pageSize
 如：
 db.users.find({}).skip(num).limit(num)
 
 需求：按照年龄降序排列，查询第2页，每页显示3个

高级查询

高级查询在数据库中是经常使用的，在MongoDB中也同样是提供了高级查询的功能

等值

 语法 -> find({字段: 值})

比较查询

 语法 -> find({字段: {比较操作符: 值， ...}})

比较操作符

(>) 大于 - $gt
(<) 小于 - $lt
(>=) 大于等于 - $gte
(<= ) 小于等于 - $lte
(!=) 不等 - $ne
集合运算 - $in 如:{name: {$in: ["xiaoyao"，"bunny"]}}
判断存在 - $exists 如:{name: {$exists:true}}

逻辑查询

语法 -> find({列：{逻辑操作符: [条件1， 条件2， ...]}})

逻辑操作符

(&&) 与 - $and
(||) 或 - $or
(!) 非 - $not

模糊查询

MongoDB的模糊查询使用的是正则表达式的语法如:{name: {$regex: ^.*keyword.*$/}}

实际上MongoDB也是不擅长执行模糊查询的，在实际开发中也是不使用的，该功能了解即可

需求1：查询所有name=逍遥的文档
需求2：查询所有name=bunny或者age<30的文档
需求3：查询所有name含有wang并且30<=age<=32的文档

 //需求1：查询所有name=逍遥的文档
 db.users.find({name:"逍遥"})
 //需求2：查询所有name=bunny或者age<30的文档
 db.users.find({$or:[{name:"bunny"},{age:{$lt:30}}]})
 //需求3：查询所有name含有wang并且30<=age<=32的文档
 db.users.find({$and:[{name:{$regex:/^.*wang.*$/}},{age:{$gte:30,$lte:32}
 }]})

设置用户

以下操作必须在cmd命令行中操作，执行以下命令

 1.选中admin数据库
 use admin
 2.往里面添加一个超级管理员账号
 db.createUser({user:"root", pwd: "admin", roles:["root"]})
 user:账号    pwd:密码    roles:角色->root超级管理员

修改MongoDB的配置文件：安装目录/Server/bin/mongod.cfg

 #约在29行位置，配置开启权限认证
 security:
   authorization: enabled

完成上面配置后重启服务器

在登录时就必须要输入密码，否则不能执行任何的命令

Spring Data MongoDB

准备环境

 <parent>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
     <version>2.1.3.RELEASE</version>
 </parent>
 
 <properties>
     <java.version>1.8</java.version>
 </properties>
 
 <dependencies>
     <dependency>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
     </dependency>
     
     <dependency>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
         <scope>test</scope>
     </dependency>    
     
     <dependency>
         <groupId>org.projectlombok</groupId>
         <artifactId>lombok</artifactId>
     </dependency>
 
     <!--spring boot data mongodb-->
     <dependency>
         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
         <artifactId>spring-boot-starter-data-mongodb</artifactId>
     </dependency>
 </dependencies>
 
 <build>
     <plugins>
         <plugin>
             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
             <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
         </plugin>
     </plugins>
 </build>

配置连接参数

 # application.properties
 # 配置数据库连接
 #格式: mongodb://账号:密码@ip:端口/数据库?认证数据库
 spring.data.mongodb.uri=mongodb://root:admin@localhost/mongotest?authSource=admin
 
 # 配置MongoTemplate的执行日志
 logging.level.org.springframework.data.mongodb.core=debug

domain

 @AllArgsConstructor
 @NoArgsConstructor
 @Setter@Getter@ToString
 @Document("users") //设置文档所在的集合
 public class User {
     @Id //文档的id使用ObjectId类型来封装，并且贴上@Id注解
     private ObjectId _id;
     
     private Long id;
     private String name;
     private Integer age;
 }

MongoRepository

该接口对MongoDB数据的常用操作进行了封装，我们只需要写个接口去继承该接口就能直接拥有的CRUD等基本操作，再学习下JPA的方法命名规范，可以毫不费力的完成各种复杂的高级操作

 /**
  * 自定义一个接口继承MongoRepository，
  * 泛型1：domain类型
  * 泛型2：文档主键类型
  * 贴上@Repository注解，底层会创建出动态代理对象，交给Spring管理
  */
 @Repository
 public interface UserMongoRepository extends MongoRepository<User, ObjectId> {
     // 使用Spring Data命名规范做高级查询
     List<User> findByName(String name);
 }

Spring Data方法命名规范

关键字	例子	JPQL
And	findByNameAndAge(String name, Integer age)	where name = ? and age = ?
Or	findByNameOrAge(String name, Integer age)	where name = ? or age = ?
Is	findByName(String name)	where name = ?
Between	findByAgeBetween(Integer min, Integer max)	where age between ? and ?
LessThan	findByAgeLessThan(Integer age)	where age < ?
LessThanEqual	findByAgeLessThanEqual(Integer age)	where age <= ?
GreaterThan	findByAgeGreaterThan(Integer age)	where age > ?
GreaterThanEqual	findByAgeGreaterThanEqual(Integer age)	where age >= ?
After	等同于GreaterThan
Before	等同于LessThan
IsNull	findByNameIsNull()	where name is null
IsNotNull	findByNameIsNotNull()	where name is not null
Like	findByNameLike(String name)	where name like ?
NotLike	findByNameNotLike(String name)	where name not like ?
StartingWith	findByNameStartingWith(String name)	where name like '?%'
EndingWith	findByNameEndingWith(String name)	where name like '%?'
Containing	findByNameContaining(String name)	where name like '%?%'
OrderByXx[desc]	findByIdOrderByXx[Desc] (Long id)	where id = ? order by Xx [desc]
Not	findByNameNot(String name)	where name != ?
In	findByIdIn(List<Long> ids)	where id in ( ... )
NotIn	findByIdNotIn(List<Long> ids)	where id not in ( ... )
True	findByXxTrue()	where Xx = true
False	findByXxFalse()	where Xx = false
IgnoreCase	findByNameIgnoreCase(String name)	where name = ? (忽略大小写)

实例代码

 @Autowired
 private UserMongoRepository repository;
 
 // 插入/更新一个文档
 @Test
 public void testSaveOrUpdate() throws Exception {
     User user = new User(null, 5L, "bunny", 20);
     // 主键为null则新增，不为null则更新
     repository.save(user);
 }
 
 // 删除一个文档
 @Test
 public void testDelete() throws Exception {
     repository.deleteById(new ObjectId("xxx"));
 }
 
 // 查询一个文档
 @Test
 public void testGet() throws Exception {
     Optional<User> optional = repository.findById(new ObjectId("xxx"));
     optional.ifPresent(System.err::println);
 }
 
 // 查询所有文档
 @Test
 public void testList() throws Exception {
     // 查询所有文档
     List<User> list = repository.findAll();
     list.forEach(System.err::println);
 }

MongoTemplate

该对象有SpringBoot完成了自动配置，存入Spring容器中，我们直接注入就可以使用了，依靠该对象能完成任何的MongoDB操作，一般和MongoRepository分工合作，多数用于复杂的高级查询以及底层操作

 //注入MongoTemplate
 @Autowired
 private MongoTemplate template;

条件限定

Query对象用于封装查询条件，配合Criteria一起使用，来完成各种条件的描述

 //一个Criteria对象可以理解为是一个限定条件
 Criteria.where(String key).is(Object val); //设置一个等值条件
 Criteria.orOperator(Criteria ...); //设置一组或的逻辑条件
 
 //模糊查询（了解）
 Criteria.where(String key).regex(String regex); //使用正则表达式匹配查询
 
 注意：Criteria对象可以由其静态方法和构造器获取
 Criteria封装了所有对条件的描述，常见的有以下方法
 lt / lte / gt / gte / ne / ...

最后通过Query对象的addCriteria把条件封装到Query对象中

 Query对象.addCriteria(Criteria criteria); //添加查询条件
 Query对象.skip(start).limit(pageSize); //分页查询

API方法

 //根据条件查询集合中的文档
 List<T> mongoTemplate.find(Query query, Class<T> type, String collectionName);

实例代码

 @Autowired
 private MongoTemplate mongoTemplate
 
 // 分页查询文档，显示第2页，每页显示3个，按照id升序排列
 @Test
 public void testQuery1() throws Exception {
     // 创建查询对象
     Query query = new Query();
     // 设置分页信息
     query.skip(3).limit(3);
     // 设置排序规则
     query.with(new Sort(Sort.Direction.ASC,"id"));
 
     List<User> list = mongoTemplate.find(query, User.class, "users");
     list.forEach(System.err::println);
 }
 
 // 查询所有name为bunny的文档
 @Test
 public void testQuery2() throws Exception {
     // 构建限制条件 {"name": "bunny"}
     Criteria criteria = Criteria.where("name").is("bunny");
     // 创建查询对象
     Query query = new Query();
     // 添加限制条件
     query.addCriteria(criteria);
 
     List<User> list = mongoTemplate.find(query, User.class, "users");
     list.forEach(System.err::println);
 }
 
 // 查询所有name为bunny或者age<30的文档
 @Test
 public void testQuery3() throws Exception {
     // 构建限制条件 { "$or": [{"name": "bunny"}, {"age": {"$lt": 30}}] }
     Criteria criteria = new Criteria().orOperator(
         Criteria.where("name").is("bunny"),
         Criteria.where("age").lt(30)
     );
     // 创建查询对象
     Query query = new Query();
     // 添加限制条件
     query.addCriteria(criteria);
 
     List<User> list = mongoTemplate.find(query, User.class, "users");
     list.forEach(System.err::println);
 }
 
 // 查询所有name含有wang并且30<=age<=32的文档
 @Test
 public void testQuery4() throws Exception {
     // 构建限制条件 { "$and" : [{"name": {"$regex": ".*wang.*"} }, {"age": {"$gte": 30, "$lte": 32 } }] }
     Criteria criteria = new Criteria().andOperator(
         Criteria.where("name").regex(".*wang.*"),
         Criteria.where("age").gte(30).lte(32)
     );
     // 创建查询对象
     Query query = new Query();
     // 添加限制条件
     query.addCriteria(criteria);
 
     List<User> list = mongoTemplate.find(query, User.class, "users");
     list.forEach(System.err::println);
 }

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语法

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排序查询

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等值

比较查询

比较操作符

逻辑查询

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