tensquare-3 文件型資料庫MongoDB

一隻想飛的豬*發表於2020-10-25

第3章-文件型資料庫MongoDB

1 MongoDB簡介

1.1 吐槽和評論資料特點分析

吐槽和評論兩項功能存在以下特點：
（1）資料量大
（2）寫入操作頻繁
（3）價值較低對於這樣的資料，我們更適合使用MongoDB來實現資料的儲存

1.2 什麼是MongoDB

MongoDB 是一個跨平臺的，面向文件的資料庫，是當前 NoSQL 資料庫產品中最熱門的一種。它介於關聯式資料庫和非關聯式資料庫之間，是非關聯式資料庫當中功能最豐富，最像關聯式資料庫的產品。它支援的資料結構非常鬆散，是類似 JSON 的 BSON 格式，因此可以儲存比較複雜的資料型別。 MongoDB 的官方網站地址是：http://www.mongodb.org/

1.3 MongoDB特點

MongoDB 最大的特點是他支援的查詢語言非常強大，其語法有點類似於物件導向的查詢語言，幾乎可以實現類似關聯式資料庫單表查詢的絕大部分功能，而且還支援對資料建立索引。它是一個面向集合的,模式自由的文件型資料庫。具體特點總結如下：
（1）面向集合儲存，易於儲存物件型別的資料
（2）模式自由
（3）支援動態查詢
（4）支援完全索引，包含內部物件
（5）支援複製和故障恢復
（6）使用高效的二進位制資料儲存，包括大型物件（如視訊等）
（7）自動處理碎片，以支援雲端計算層次的擴充套件性
（8）支援 Python，PHP，Ruby，Java，C，C#，Javascript，Perl 及 C++語言的驅動程序，社群中也提供了對 Erlang 及.NET 等平臺的驅動程式
（9）檔案儲存格式為 BSON（一種 JSON 的擴充套件）

1.4 MongoDB體系結構

MongoDB 的邏輯結構是一種層次結構。主要由：文件(document)、集合(collection)、資料庫(database)這三部分組成的。邏輯結構是面向使用者的，使用者使用 MongoDB 開發應用程式使用的就是邏輯結構。
（1）MongoDB 的文件（document），相當於關聯式資料庫中的一行記錄。
（2）多個文件組成一個集合（collection），相當於關聯式資料庫的表。
（3）多個集合（collection），邏輯上組織在一起，就是資料庫（database）。
（4）一個 MongoDB 例項支援多個資料（database）。
下表是MongoDB與MySQL資料庫邏輯結構概念的對比
在這裡插入圖片描述

1.5 資料型別

基本資料型別
null：用於表示空值或者不存在的欄位，{“x”:null}
布林型：布林型別有兩個值true和false，{“x”:true}
數值：shell預設使用64為浮點型數值。{“x”：3.14}或{“x”：3}。對於整型值，可以使用 NumberInt（4位元組符號整數）或NumberLong（8位元組符號整數）， {“x”:NumberInt(“3”)}{“x”:NumberLong(“3”)}
字串：UTF-8字串都可以表示為字串型別的資料，{“x”：“呵呵”}
日期：日期被儲存為自新紀元依賴經過的毫秒數，不儲存時區，{“x”:new Date()}
正規表示式：查詢時，使用正規表示式作為限定條件，語法與JavaScript的正規表示式相同，{“x”?[abc]/}
陣列：資料列表或資料集可以表示為陣列，{“x”： [“a“，“b”,”c”]}
內嵌文件：文件可以巢狀其他文件，被巢狀的文件作為值來處理，{“x”:{“y”:3 }}
物件Id：物件id是一個12位元組的字串，是文件的唯一標識，{“x”: objectId() }
二進位制資料：二進位制資料是一個任意位元組的字串。它不能直接在shell中使用。如果要將非utf-字元儲存到資料庫中，二進位制資料是唯一的方式。
程式碼：查詢和文件中可以包括任何JavaScript程式碼，{“x”:function(){/…/}}

2 走進MongoDB

1.5.2 Docker 環境下MongoDB安裝
在宿主機建立mongo容器

 docker run -di --name=tensquare_mongo ‐p 27017:27017

MongoDB的圖形化管理工具可以使用NoSQLBooster for MongoDB
以吐槽表為例講解MongoDB常用命令
在這裡插入圖片描述

2.2 常用命令

2.2.1 選擇和建立資料庫

選擇和建立資料庫的語法格式：
use 資料庫名稱
如果資料庫不存在則自動建立
以下語句建立spit資料庫

 use spitdb

2.2.2 插入與查詢文件

插入文件的語法格式：db.集合名稱.insert(資料);
我們這裡可以插入以下測試資料：

db.spit.insert({content:"聽說你很帥呀",userid:"1011",nickname:"小 雅",visits:NumberInt(902)})

查詢集合的語法格式：
db.集合名稱.find()
如果我們要查詢spit集合的所有文件，我們輸入以下命令
db.spit.find()
這裡你會發現每條文件會有一個叫_id的欄位，這個相當於我們原來關聯式資料庫中表的主鍵，當你在插入文件記錄時沒有指定該欄位，MongoDB會自動建立，其型別是ObjectID 型別。如果我們在插入文件記錄時指定該欄位也可以，其型別可以是ObjectID型別，也可以是MongoDB支援的任意型別。
輸入以下測試語句:

db.spit.insert({_id:"1",content:"我還是沒有想明白到底為啥出 錯",userid:"1012",nickname:"小明",visits:NumberInt(2020)}); 
db.spit.insert({_id:"2",content:"加班到半夜",userid:"1013",nickname:"凱 撒",visits:NumberInt(1023)}); 
db.spit.insert({_id:"3",content:"手機流量超了咋 辦？",userid:"1013",nickname:"凱撒",visits:NumberInt(111)}); 
db.spit.insert({_id:"4",content:"堅持就是勝利",userid:"1014",nickname:"諾 諾",visits:NumberInt(1223)});

如果我想按一定條件來查詢，比如我想查詢userid為1013的記錄，怎麼辦？很簡單！只要在find()中新增引數即可，引數也是json格式，如下：

db.spit.find({userid:'1013'})

如果你只需要返回符合條件的第一條資料，我們可以使用findOne命令來實現

db.spit.findOne({userid:'1013'})

如果你想返回指定條數的記錄，可以在find方法後呼叫limit來返回結果，例如：

db.spit.find().limit(3)

2.2.3 修改與刪除文件

修改文件的語法結構：

db.集合名稱.update(條件,修改後的資料)
如果我們想修改_id為1的記錄，瀏覽量為1000，輸入以下語句：

db.spit.update({_id:"1"},{visits:NumberInt(1000)})

執行後，我們會發現，這條文件除了visits欄位其它欄位都不見了，為了解決這個問題，我們需要使用修改器$set來實現，命令如下：

db.spit.update({_id:"2"},{$set:{visits:NumberInt(2000)}})

刪除文件的語法結構：
db.集合名稱.remove(條件)
以下語句可以將資料全部刪除，請慎用

db.spit.remove({})

如果刪除visits=1000的記錄，輸入以下語句

db.spit.remove({visits:1000})

2.2.4 統計條數

統計記錄條件使用count()方法。以下語句統計spit集合的記錄數

db.spit.count()

如果按條件統計，例如：統計userid為1013的記錄條數

db.spit.count({userid:"1013"})

2.2.5 模糊查詢

MongoDB的模糊查詢是通過正規表示式的方式實現的。格式為：
/模糊查詢字串/
例如，我要查詢吐槽內容包含“流量”的所有文件，程式碼如下：

db.spit.find({content:/流量/})

如果要查詢吐槽內容中以“加班”開頭的，程式碼如下：

db.spit.find({content:/^加班/})

2.2.6 大於小於不等於

<, <=, >, >= 這個操作符也是很常用的，格式如下:

db.集合名稱.find({ "field" : { $gt: value }}) // 大於: field > value 
db.集合名稱.find({ "field" : { $lt: value }}) // 小於: field < value 
db.集合名稱.find({ "field" : { $gte: value }}) // 大於等於: field >= value 
db.集合名稱.find({ "field" : { $lte: value }}) // 小於等於: field <= value 
db.集合名稱.find({ "field" : { $ne: value }}) // 不等於: field != value

示例：查詢吐槽瀏覽量大於1000的記錄

db.spit.find({visits:{$gt:1000}})

2.2.7 包含與不包含

包含使用$in操作符。
示例：查詢吐槽集合中userid欄位包含1013和1014的文件

db.spit.find({userid:{$in:["1013","1014"]}})

不包含使用$nin操作符。
示例：查詢吐槽集合中userid欄位不包含1013和1014的文件

db.spit.find({userid:{$nin:["1013","1014"]}})

2.2.8 條件連線

我們如果需要查詢同時滿足兩個以上條件，需要使用$and操作符將條件進行關聯。（相當於SQL的and）
格式為:

 $and:[ { },{ },{ } ]

示例：查詢吐槽集合中visits大於等於1000 並且小於2000的文件

db.spit.find({$and:[ {visits:{$gte:1000}} ,{visits:{$lt:2000} }]})

如果兩個以上條件之間是或者的關係，我們使用操作符進行關聯，與前面and的使用方式相同
格式為：

$or:[ { },{ },{ } ]

示例：查詢吐槽集合中userid為1013，或者瀏覽量小於2000的文件記錄

db.spit.find({$or:[ {userid:"1013"} ,{visits:{$lt:2000} }]})

2.2.9 列值增長

如果我們想實現對某列值在原有值的基礎上進行增加或減少，可以使用$inc運算子來實現

db.spit.update({_id:"2"},{$inc:{visits:NumberInt(1)}} )

3 Java操作MongoDB

3.1 SpringDataMongoDB

SpringData家族成員之一，用於操作MongoDb的持久層框架，封裝了底層的mongodb- driver。
我們十次方專案的吐槽微服務就採用SpringDataMongoDB框架

4 吐槽微服務

4.1 需求分析

採用SpringDataMongoDB框架實現吐槽微服務的持久層。實現功能：
（1）基本增刪改查API
（2）根據上級ID查詢吐槽列表
（3）吐槽點贊
（4）釋出吐槽

4.2 程式碼編寫

4.2.1 模組搭建

（1）搭建子模組 tensquare_spit
（2）pom.xml引入依賴

<dependency>
            <groupId>com.tensquare</groupId>
            <artifactId>tensquare_common</artifactId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>

（3）建立application.yml

server:
  port: 9006
spring:
  application:
    name: tensquare-spit
  data:
    mongodb:
      host: 192.168.11.131
      database: spitdb

（4）建立啟動類

@SpringBootApplication
public class SpitApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SpitApplication.class);
    }

    @Bean
    public IdWorker idWorker(){
        return new IdWorker(1,1);
    }
}

4.2.2基本增刪改查API實現

（1）建立實體類
建立包com.tensquare.spit，包下建包pojo 用於存放實體類，建立實體類

package com.tensquare.search.spit.pojo;

import org.springframework.data.annotation.Id;

import java.io.Serializable;
import java.util.Date;

/**
 * 吐槽
 */
public class Spit implements Serializable {
    @Id
    private String _id;
    private String content;
    private Date publishtime;
    private String userid;
    private String nickname;
    private Integer visits;
    private Integer thumbup;
    private Integer share;
    private Integer comment;
    private String state;
    private String parentid;

    public String get_id() {
        return _id;
    }

    public void set_id(String _id) {
        this._id = _id;
    }

    public String getContent() {
        return content;
    }

    public void setContent(String content) {
        this.content = content;
    }

    public Date getPublishtime() {
        return publishtime;
    }

    public void setPublishtime(Date publishtime) {
        this.publishtime = publishtime;
    }

    public String getUserid() {
        return userid;
    }

    public void setUserid(String userid) {
        this.userid = userid;
    }

    public String getNickname() {
        return nickname;
    }

    public void setNickname(String nickname) {
        this.nickname = nickname;
    }

    public Integer getVisits() {
        return visits;
    }

    public void setVisits(Integer visits) {
        this.visits = visits;
    }

    public Integer getThumbup() {
        return thumbup;
    }

    public void setThumbup(Integer thumbup) {
        this.thumbup = thumbup;
    }

    public Integer getShare() {
        return share;
    }

    public void setShare(Integer share) {
        this.share = share;
    }

    public Integer getComment() {
        return comment;
    }

    public void setComment(Integer comment) {
        this.comment = comment;
    }

    public String getState() {
        return state;
    }

    public void setState(String state) {
        this.state = state;
    }

    public String getParentid() {
        return parentid;
    }

    public void setParentid(String parentid) {
        this.parentid = parentid;
    }
}

（2）建立資料訪問介面
com.tensquare.spit包下建立dao包，包下建立介面

package com.tensquare.search.spit.dao;

import com.tensquare.search.spit.pojo.Spit;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;

public interface SpitDao extends MongoRepository<Spit, String> {
    Page<Spit> findByParentid(String parentId, Pageable pageable);
}

（3）建立業務邏輯類
com.tensquare.spit包下建立service包，包下建立類

package com.tensquare.search.spit.service;

import com.tensquare.search.spit.dao.SpitDao;
import com.tensquare.search.spit.pojo.Spit;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.domain.Page;
import org.springframework.data.domain.PageRequest;
import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query;
import org.springframework.data.mongodb.core.query.Update;
import org.springframework.stereotype.Service;
import util.IdWorker;

import java.util.List;

@Service
public class SpitService {
    @Autowired
    SpitDao spitDao;

    @Autowired
    IdWorker idWorker;

    @Autowired
    MongoTemplate mongoTemplate;

    public List<Spit> findAll() {
        return spitDao.findAll();
    }

    /*** 增加 * @param spit */

    public void add(Spit spit) {
        spit.set_id(String.valueOf(idWorker.nextId()));
        spitDao.save(spit);
    }

    /**
     * 修改
     * @param spit
     */
    public void update(Spit spit) {
        spitDao.save(spit);
    }

    /*** 刪除 * @param id */
    public void deleteById(String id) {
        spitDao.deleteById(id);
    }

    /**
     * 根據id查詢記錄
     * @param id
     * @return
     */
    public Spit findById(String id) {
       return spitDao.findById(id).get();
    }

    /**
     * 根據上級ID查詢吐槽列表（分頁）
     * @param parentId
     * @param page
     * @param size
     * @return
     */
    public Page<Spit> findByParentId(String parentId, int page, int size){
        PageRequest request = PageRequest.of(page-1, size);
        return spitDao.findByParentid(parentId, request);
    }
}

4.2.3 吐槽點贊

我們看一下以下點讚的程式碼： SpitService 新增updateThumbup方法

 /**
     * 吐槽點贊
     * @param id
     */
    public void updateThumbup(String id){
        Query query = new Query();
        query.addCriteria(Criteria.where("_id").is(id));
        Update update = new Update();
        update.inc("thumbup", 1);
        mongoTemplate.updateFirst(query, update, "spit");
    }

4.2.4 控制不能重複點贊

我們可以通過redis控制使用者不能重複點贊
（1）首先引入依賴

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>

修改application.yml, 在spring的節點下加；

 redis:
    host: 192.168.11.131

（3）修改SpitController程式碼邏輯

	@Autowired 
	private RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 點贊
     *
     * @param spitId
     * @return
     */
    @RequestMapping(value = "/thumbup/{spitId}", method = RequestMethod.PUT)
    public Result updateThumbup(@PathVariable String spitId) {

        String userid = "2023";// 後邊我們會修改為當前登陸的使用者
        if(redisTemplate.opsForValue().get("thumbup_" + userid + "_" + spitId) != null){
            return new Result(false,StatusCode.REPERROR,"你已經點過讚了");
        }
        spitService.updateThumbup(spitId);
        return new Result(true, StatusCode.OK, "點贊成功");
    }

4.2.5 釋出吐槽

修改SpitService的add方法

   /*** 增加 * @param spit */

    public void add(Spit spit) {
        /*** 釋出吐槽（或吐槽評論） * @param spit */
        spit.set_id( idWorker.nextId()+"" );
        spit.setPublishtime(new Date());//釋出日期
        spit.setVisits(0);//瀏覽量
        spit.setShare(0);//分享數
        spit.setThumbup(0);//點贊數
        spit.setComment(0);//回覆數
        spit.setState("1");//狀態
        if(spit.getParentid()!=null && !"".equals(spit.getParentid())){// 如果存在上級ID,評論
            Query query=new Query();
            query.addCriteria(Criteria.where("_id").is(spit.getParentid()));
            Update update=new Update(); 
            update.inc("comment",1);
            mongoTemplate.updateFirst(query,update,"spit");
        }
        spitDao.save(spit);
    }

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