初识 MongoDB 和 .NET Core 入门
<p></p><div class="toc"><div class="toc-container-header">目录</div><ul><li>浅入 MongoDB<ul><li>MonogoDB 是什么<ul><li>结构化数据</li></ul></li><li>MongoDB 与关系型数据库</li><li>MongoDB 入门命令</li><li>文档</li></ul></li><li>.NET Core 示例<ul><li>集合</li><li>统计数量</li><li>查询<ul><li>如何序列化文档</li><li>查询第一条记录</li></ul></li><li>不加条件可能导致的问题</li><li>查看所有文档</li><li>查询结束</li><li>转换查询</li><li>过滤器</li><li>Builders<code><TDocument></code></li><li>名称映射</li></ul></li></ul></div><br>昨天搭建完毕 MongoDB 集群 后，开始计划了解 MongoDB ，并引入使用场景，这里介绍一下学习过程中的一些笔记，帮助读者快速了解 MongoDB 并使用 C# 对其进行编码。<p></p>
<h2 id="浅入-mongodb">浅入 MongoDB</h2>
<h3 id="monogodb-是什么">MonogoDB 是什么</h3>
<p>MongoDB 是 NoSQL 型数据库，主要特征是存储结构化数据，MongoDB 是基于分布式文件存储的开源数据库系统。</p>
<h4 id="结构化数据">结构化数据</h4>
<p>以往我们使用 Mysql、SqlServer 等数据库，数据都是一条条的。MongoDB 的结构化数据正是区别于这种列-行式的数据。</p>
<p>结构化数据具有层级关系：</p>
<p>例如：</p>
<pre><code class="language-json">{
name: "MongoDB",
type: "database",
count: 1,
info: {
x: 203,
y: 102
}
}
</code></pre>
<p><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/1315495/202010/1315495-20201018090055635-1380480128.png" alt="结构化数据" loading="lazy"></p>
<h3 id="mongodb-与关系型数据库">MongoDB 与关系型数据库</h3>
<p>由于 MongoDB 中，没有表、行、列，因此初学 MongoDB 时可能会有困扰，这里给出一些 MongoDB 与 普通SQL数据库对应的术语。</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align: left">SQL术语/概念</th>
<th style="text-align: left">MongoDB术语/概念</th>
<th style="text-align: left">解释/说明</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align: left">database</td>
<td style="text-align: left">database</td>
<td style="text-align: left">数据库</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">table</td>
<td style="text-align: left">collection</td>
<td style="text-align: left">数据库表/集合</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">row</td>
<td style="text-align: left">document</td>
<td style="text-align: left">数据记录行/文档</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">column</td>
<td style="text-align: left">field</td>
<td style="text-align: left">数据字段/域</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">index</td>
<td style="text-align: left">index</td>
<td style="text-align: left">索引</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">table joins</td>
<td style="text-align: left"></td>
<td style="text-align: left">非关系型数据库，表与表之间没关系</td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align: left">primary key</td>
<td style="text-align: left">primary key</td>
<td style="text-align: left">主键,MongoDB自动将<strong>_id</strong>字段设置为主键</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p>资料来源：https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-databases-documents-collections.html</p>
<h3 id="mongodb-入门命令">MongoDB 入门命令</h3>
<p>使用 mongo 进入 MongoDB shell 后，可使用命令(相当于SQL)执行操作。</p>
<p>注： MongoDB 中，有一个自动的 _id 字段，此字段 MongoDB 自动设置为主键并自动生成值。</p>
<p>显示所有数据库(包含系统数据库)：</p>
<pre><code>show dbs
</code></pre>
<p>当前正在操作的数据库或集合：</p>
<pre><code>db
</code></pre>
<p>连接到指定数据库：</p>
<pre><code>use {数据库名称}
</code></pre>
<p>显示所有集合：</p>
<pre><code>show collections
# 或
show tables
</code></pre>
<p>查看集合中的所有文档：</p>
<pre><code class="language-shell"># MyCollection 是集合名称
db.getCollection("MyCollection").find()
db.getCollection("MyCollection").find().limit(1000).skip(0)
</code></pre>
<p>可能你不信，笔者百度了很久，第一页没找到一篇合适的友好的 "mongoDB 查看集合中的所有文档"，特别是 CSDN 的垃圾文真的多。建议别瞎折腾了，去下一个 Navicat Premium，操作的时候，底部会提示所用的命令。</p>
<p><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/1315495/202010/1315495-20201018095328633-1356570268.png" alt="使用工具查看MongoDB命令" loading="lazy"></p>
<p>另外 MongoDB 有很多实用工具：https://docs.mongodb.com/tools/</p>
<h3 id="文档">文档</h3>
<p>MongoDB 中的文档(Document)即关系型数据库中的一条记录(row)、一行数据。</p>
<p>但， MongoDB 中，一个集合(Collection-Table)中，是不需要具有相同字段的。例如：</p>
<p>A 文档：</p>
<pre><code class="language-json">{
name: "MongoDB",
type: "database",
count: 1,
info: {
x: 203,
y: 102
}
}
</code></pre>
<p>B 文档：</p>
<pre><code class="language-json">{
name: "MongoDB",
typeName: "database",
dataCount: 1,
dataInfo: {
m: 203,
n: 102
}
}
</code></pre>
<h2 id="net-core-示例">.NET Core 示例</h2>
<p>我们从一个基础模板开始。</p>
<p>创建一个控制台程序，打开 Nuget 搜索并安装 <code>MongoDB.Driver</code>。</p>
<pre><code class="language-csharp"> var client = new MongoClient("mongodb://{MongoDB}:27017");
IMongoDatabase database = client.GetDatabase("Test");
</code></pre>
<h3 id="集合">集合</h3>
<p>可以通过 <code>CreateCollection()</code> 或 <code>CreateCollectionAsync()</code> 创建一个集合，跟普通数据库不同的是，创建集合时是不需要指定结构的，只需要指定名称即可：</p>
<pre><code class="language-csharp">await database.CreateCollectionAsync("Test");
</code></pre>
<p><strong>获取集合</strong></p>
<p><code>GetCollection()</code> 函数可以让我们获取到集合，如果集合不存在，则会自动创建。</p>
<pre><code class="language-csharp">IMongoCollection<TDocument> GetCollection<TDocument>()
</code></pre>
<p>由于同一个集合可以有不同字段和字段类型的文档，因此几个文档如果有所差别，是很难统一起来的，例如：</p>
<p><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/1315495/202010/1315495-20201018104615835-2137897970.png" alt="集合的文档字段不同" loading="lazy"></p>
<p>(N/A) 代表此文档没有这个字段；如果一个文档有 10 个字段，另一个文档有 8 个字段，但是两者的字段完全不同时，要合并起来来，就有 18 个字段了。很明显，不应该汇集在一起，而是应该使用强类型对其 ”归档“ 。</p>
<p>创建两个类，分别为 Test1，Test2，其内容如下：</p>
<pre><code class="language-csharp"> public class Test1
{
public string Name { get; set; }
}
public class Test2
{
public string DataType { get; set; }
}
</code></pre>
<p>以两种文档类型获取集合：</p>
<pre><code class="language-csharp"> var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
var collection2 = database.GetCollection<Test2>("Test");
</code></pre>
<p>这个获取集合的意思是，获取此集合中这类格式的文档的操作能力。</p>
<p>往集合中插入数据：</p>
<pre><code class="language-csharp"> collection1.InsertOne(new Test1 { Name = "Test1" });
collection2.InsertOne(new Test2 { DataType = "Test2" });
// await collection.InsertOneAsync(object);
</code></pre>
<p>启动，查看结果。</p>
<p><img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/1315495/202010/1315495-20201018105356890-1672081218.png" alt="" loading="lazy"></p>
<p><code>InsertMany()</code> 可以插入批量数据：</p>
<pre><code class="language-csharp"> Test1[] datas = new Test1[]
{
new Test1 { Name = "Test1" }
};
collection1.InsertMany(datas);
</code></pre>
<h3 id="统计数量">统计数量</h3>
<p>获取集合中所有的文档数：</p>
<pre><code class="language-csharp">collection1.CountDocuments(new BsonDocument())
// await collection1.CountDocumentsAsync(new BsonDocument());
</code></pre>
<p>任意一个文档集合对象，使用 <code>CountDocuments(new BsonDocument())</code> 都是获得此集合的所有文档数，而不是此类型的文档数。例如：</p>
<pre><code class="language-csharp"> var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
collection1.CountDocuments(new BsonDocument())
</code></pre>
<p>获取的并不是 Test1 类型的文档数量，而是整个集合所有文档的数量。</p>
<p>原因是，<code>CountDocuments()</code> 是一个过滤器函数，可以使用指定条件来筛选符合条件的文档的数量。指定条件后面会介绍。</p>
<h3 id="查询">查询</h3>
<p>MongoDB 的查询并不像 LInq 中的表达式，基础了 <code>IEnumerable</code>或 <code>IEnumerable<T></code> 接口，因此驱动没有 <code>Where</code>、<code>Select</code> 这种表达式的查询方法。</p>
<p><code>Find()</code> 函数是查询函数，里面可以添加丰富的表达式，来筛选文档，当数据加载到本地内存后，即可使用丰富的表达式。</p>
<p><code>BsonDocument</code> 是一个类型，代表了要查询的文档筛选条件，如果 <code>BsonDocument</code>对象没有添加任何属性，则代码没有筛选参数，则默认所有文档都符号条件。</p>
<p>我们把 Test1 和 Test2 类型，都加上一个属性：</p>
<pre><code class="language-csharp"> public ObjectId _id { get; set; }
</code></pre>
<p>不然会报格式化错误：<code>System.FormatException</code></p>
<h4 id="如何序列化文档">如何序列化文档</h4>
<p><code>document</code> 是文档对象， JsonSerializer 是 System.Text.Json 的静态类。</p>
<pre><code class="language-csharp">Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(document));
</code></pre>
<h4 id="查询第一条记录">查询第一条记录</h4>
<pre><code class="language-csharp">var document = collection1.Find(new BsonDocument()).FirstOrDefault();
</code></pre>
<h3 id="不加条件可能导致的问题">不加条件可能导致的问题</h3>
<p>以下代码会导致程序报错：</p>
<pre><code class="language-csharp"> var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();
foreach(var item in documents)
{
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(item));
}
</code></pre>
<p>因为 <code>collection1</code> 是标记为 <code>Test1</code> 的文档集合；但是 <code>.Find(new BsonDocument())</code> 是查询集合中的所有文档，因此获取到 Test2。</p>
<p>但是 Test2 是不能转为 Test1 的，因此，会导致程序报错。</p>
<h3 id="查看所有文档">查看所有文档</h3>
<pre><code class="language-csharp">var documents = collection1.Find(new BsonDocument()).ToList();
var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();
</code></pre>
<p>前面已经说过，如果集合中存在其它格式的文档，获取全部文档时，因为 Test2 跟 Test1 没任何关系，会导致 <code>MongoDB.Driver</code> 报错。</p>
<p>如果文档数量比较大，要使用异步的 <code>ForEachAsync()</code> 查询，其原理是 回调。</p>
<pre><code class="language-csharp"> 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);
</code></pre>
<h3 id="查询结束">查询结束</h3>
<p>使用 <code>Find()</code> 以及后续函数查询后，要结束查询(延迟加载)，可以使用 <code>ToCursor()</code> 函数结束，程序会立即开始查询并将数据返回内存。</p>
<h3 id="转换查询">转换查询</h3>
<p>使用 <code>ToEnumerable()</code> 可以使用 Linq 来查询文档。</p>
<pre><code>var list = collection1.Find(new BsonDocument()).ToCursor().ToEnumerable();
</code></pre>
<h3 id="过滤器">过滤器</h3>
<p>前面我们查询的时候都使用 <code>.Find(new BsonDocument())</code>，<code>BsonDocument</code>是过滤器对象，里面存储了过滤的规则，但是我们不能直接设置 <code>new BsonDocument()</code> 中的属性，而是使用构建器<code>FilterDefinitionBuilder</code>对象，而此对象可以通过 <code>MongoDB.Driver.Builders<TDocument>.Filter</code> 创建 。</p>
<p>假设有以下数据集(文档)：</p>
<pre><code class="language-csharp">5f8bdf88e63d14cb5f01dd85 小明 19
5f8bdf88e63d14cb5f01dd86 小红 20
5f8bdf88e63d14cb5f01dd87 小张 16
5f8bdf88e63d14cb5f01dd88 小小 17
# -----插入数据的代码-----
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="小红",Age=20},
new Test{ Name="小张",Age=16},
new Test{ Name="小小",Age=17}
};
collection.InsertMany(datas);
</code></pre>
<p>使用构建器：</p>
<pre><code>FilterDefinition<Test> filter = Builders<Test>.Filter
</code></pre>
<p>查询 Age 大于 18 的文档：</p>
<pre><code class="language-csharp">FilterDefinition<Test> filter = filterBuilder.Where(item => item.Age >= 18);
</code></pre>
<p>获取结果：</p>
<pre><code class="language-csharp">Test[] documents = collection.Find(filter).ToEnumerable<Test>().ToArray();
</code></pre>
<p>过滤器还有 <code>Gt()</code>、<code>In()</code>、<code>Lte()</code> 等非 Linq 的函数，需要查看文档学习。</p>
<h3 id="builderstdocument">Builders<code><TDocument></code></h3>
<p><code>Builders<TDocument></code> 除了能够生成过滤构建器，还有其它几种构建器：</p>
<pre><code> // 条件过滤
public static FilterDefinitionBuilder<TDocument> Filter { get; }
// 索引过滤
public static IndexKeysDefinitionBuilder<TDocument> IndexKeys { get; }
// 映射器，相当于使用 Linq 的 .Select() 查询自己只需要的字段
public static ProjectionDefinitionBuilder<TDocument> Projection { get; }
// 排序，创建排序规则，如工具年龄排序
public static SortDefinitionBuilder<TDocument> Sort { get; }
// 更新，更新某些字段的值等
public static UpdateDefinitionBuilder<TDocument> Update { get; }
</code></pre>
<p>详细请参考 https://mongodb.github.io/mongo-csharp-driver/2.10/reference/driver/definitions/#projections</p>
<h3 id="名称映射">名称映射</h3>
<p>由于 MongoDB 区分字段的大小写，文档的字段一般使用驼峰命名法，首字母小写，而 C# 字段属性首字母是 大小开头的，因此需要不同名称对应起来。</p>
<p>可以使用 <code>BsonElement</code> 特性来设置映射的名称。</p>
<pre><code class="language-csharp">class Person
{
public string FirstName { get; set; }
public string LastName { get; set; }
}
</code></pre>
<p>以上就是 MongoDB 的初入门知识，但是使用了 MongoDB 有什么好处？可以参考阿里云的这篇文章：https://developer.aliyun.com/article/64352</p>
<p>整理场景如下：</p>
<ul>
<li>
<p>存储应用程序日志。日志结构化，查找方便，可以导出其它格式和二次利用。</p>
</li>
<li>
<p>增加字段不需要改动表结构，灵活变更。</p>
</li>
<li>
<p>支持 json 格式导入；类似 json 的数据结构；能够很容易还原对象的属性，一次性存储数据；如果使用传统数据库，则需要建立多个表并设置主键外界关系。</p>
</li>
<li>
<p>集群。分布式集群海量数据，容易拓展；故障转移保证服务可用；</p>
</li>
<li>
<p>解决分布式文件存储需求。</p>
</li>
<li>
<p>索引方式灵活。</p>
</li>
<li>
<p>... ...</p>
</li>
</ul>
</div>
<div id="MySignature" role="contentinfo">
痴者工良(https://whuanle.cn)<br><br>
来源：https://www.cnblogs.com/whuanle/p/13835306.html
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