数据库相关 - Go语言操作mongoDB - 《Golang 学习笔记》

mongoDB介绍
- mongoDB相关概念
mongoDB安装
mongoDB基本使用
Go语言操作mongoDB
参考链接

mongoDB是目前比较流行的一个基于分布式文件存储的数据库，它是一个介于关系数据库和非关系数据库(NoSQL)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。

mongoDB介绍

mongoDB是目前比较流行的一个基于分布式文件存储的数据库，它是一个介于关系数据库和非关系数据库(NoSQL)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。
mongoDB中将一条数据存储为一个文档（document），数据结构由键值（key-value）对组成。其中文档类似于我们平常编程中用到的JSON对象。文档中的字段值可以包含其他文档，数组及文档数组。

mongoDB相关概念

mongoDB中相关概念与我们熟悉的SQL概念对比如下：

MongoDB术语/概念	说明	对比SQL术语/概念
database	数据库	database
collection	集合	table
document	文档	row
field	字段	column
index	index	索引
primary key	主键 MongoDB自动将_id字段设置为主键	primary key

mongoDB安装

我们这里下载和安装社区版，官网下载地址。打开上述连接后，选择对应的版本、操作系统平台（常见的平台均支持）和包类型，点击Download按钮下载即可。
这里补充说明下，Windows平台有ZIP和MSI两种包类型: ZIP：压缩文件版本 MSI：可执行文件版本，点击”下一步”安装即可。
macOS平台除了在该网页下载TGZ文件外，还可以使用Homebrew安装。
更多安装细节可以参考官方安装教程，里面有Linux、macOS和Windows三大主流平台的安装教程。

mongoDB基本使用

启动mongoDB数据库

Windows

"C:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\bin\mongod.exe" --dbpath="c:\data\db"

Mac

mongod --config /usr/local/etc/mongod.conf

或

brew services start mongodb-community@4.2

启动client

Windows

"C:\Program Files\MongoDB\Server\4.2\bin\mongo.exe"

Mac

mongo

数据库常用命令

show dbs;：查看数据库

> show dbs;
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB
test    0.000GB

use q1mi;：切换到指定数据库，如果不存在该数据库就创建。

> use q1mi;
switched to db q1mi

db;：显示当前所在数据库。

> db;
q1mi

db.dropDatabase()：删除当前数据库

> db.dropDatabase();
{ "ok" : 1 }

数据集常用命令

db.createCollection(name,options)：创建数据集

name：数据集名称

options：可选参数，指定内存大小和索引。

> db.createCollection("student");
{ "ok" : 1 }

show collections;：查看当前数据库中所有集合。

> show collections;
student

db.student.drop()：删除指定数据集

> db.student.drop()
true

文档常用命令

插入一条文档：

> db.student.insertOne({name:"小王子",age:18});
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedId" : ObjectId("5db149e904b33457f8c02509")
}

插入多条文档：

> db.student.insertMany([
... {name:"张三",age:20},
... {name:"李四",age:25}
... ]);
{
  "acknowledged" : true,
  "insertedIds" : [
      ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250a"),
      ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250b")
  ]
}

查询所有文档：

> db.student.find();
{ "_id" : ObjectId("5db149e904b33457f8c02509"), "name" : "小王子", "age" : 18 }
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250a"), "name" : "张三", "age" : 20 }
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250b"), "name" : "李四", "age" : 25 }

查询age>20岁的文档：

> db.student.find(
... {age:{$gt:20}}
... )
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250b"), "name" : "李四", "age" : 25 }

更新文档：

> db.student.update(
... {name:"小王子"},
... {name:"老王子",age:98}
... );
WriteResult({ "nMatched" : 1, "nUpserted" : 0, "nModified" : 1 })
> db.student.find()
{ "_id" : ObjectId("5db149e904b33457f8c02509"), "name" : "老王子", "age" : 98 }
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250a"), "name" : "张三", "age" : 20 }
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250b"), "name" : "李四", "age" : 25 }

删除文档：

> db.student.deleteOne({name:"李四"});
{ "acknowledged" : true, "deletedCount" : 1 }
> db.student.find()
{ "_id" : ObjectId("5db149e904b33457f8c02509"), "name" : "老王子", "age" : 98 }
{ "_id" : ObjectId("5db14c4704b33457f8c0250a"), "name" : "张三", "age" : 20 }

命令实在太多，更多命令请参阅官方文档：shell命令和官方文档：CRUD操作。

Go语言操作mongoDB

我们这里使用的是官方的驱动包，当然你也可以使用第三方的驱动包（如mgo等）。 mongoDB官方版的Go驱动发布的比较晚（2018年12月13号）。

安装mongoDB Go驱动包

go get github.com/mongodb/mongo-go-driver

通过Go代码连接mongoDB

package main
import (
  "context"
  "fmt"
  "log"
  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo"
  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo/options"
)
func main() {
  // 设置客户端连接配置
  clientOptions := options.Client().ApplyURI("mongodb://localhost:27017")
  // 连接到MongoDB
  client, err := mongo.Connect(context.TODO(), clientOptions)
  if err != nil {
      log.Fatal(err)
  }
  // 检查连接
  err = client.Ping(context.TODO(), nil)
  if err != nil {
      log.Fatal(err)
  }
  fmt.Println("Connected to MongoDB!")
}

连接上MongoDB之后，可以通过下面的语句处理我们上面的q1mi数据库中的student数据集了：

// 指定获取要操作的数据集
collection := client.Database("q1mi").Collection("student")

处理完任务之后可以通过下面的命令断开与MongoDB的连接：

// 断开连接
err = client.Disconnect(context.TODO())
if err != nil {
  log.Fatal(err)
}
fmt.Println("Connection to MongoDB closed.")

连接池模式

import (
  "context"
  "time"
  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo"
  "go.mongodb.org/mongo-driver/mongo/options"
)
func ConnectToDB(uri, name string, timeout time.Duration, num uint64) (*mongo.Database, error) {
  ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), timeout)
  defer cancel()
  o := options.Client().ApplyURI(uri)
  o.SetMaxPoolSize(num)
  client, err := mongo.Connect(ctx, o)
  if err != nil {
      return nil, err
  }
  return client.Database(name), nil
}

BSON

MongoDB中的JSON文档存储在名为BSON(二进制编码的JSON)的二进制表示中。与其他将JSON数据存储为简单字符串和数字的数据库不同，BSON编码扩展了JSON表示，使其包含额外的类型，如int、long、date、浮点数和decimal128。这使得应用程序更容易可靠地处理、排序和比较数据。
连接MongoDB的Go驱动程序中有两大类型表示BSON数据：D和Raw。
类型D家族被用来简洁地构建使用本地Go类型的BSON对象。这对于构造传递给MongoDB的命令特别有用。D家族包括四类:

D：一个BSON文档。这种类型应该在顺序重要的情况下使用，比如MongoDB命令。
M：一张无序的map。它和D是一样的，只是它不保持顺序。
A：一个BSON数组。
E：D里面的一个元素。

要使用BSON，需要先导入下面的包：

import "go.mongodb.org/mongo-driver/bson"

下面是一个使用D类型构建的过滤器文档的例子，它可以用来查找name字段与’张三’或’李四’匹配的文档:

bson.D{{
    "name",
    bson.D{{
        "$in",
        bson.A{"张三", "李四"},
    }},
}}

Raw类型家族用于验证字节切片。你还可以使用Lookup()从原始类型检索单个元素。如果你不想要将BSON反序列化成另一种类型的开销，那么这是非常有用的。这个教程我们将只使用D类型。

CRUD

我们现在Go代码中定义一个Studet类型如下：

type Student struct {
    Name string
    Age int
}

接下来，创建一些Student类型的值，准备插入到数据库中：

s1 := Student{"小红", 12}
s2 := Student{"小兰", 10}
s3 := Student{"小黄", 11}

插入文档

使用collection.InsertOne()方法插入一条文档记录：

insertResult, err := collection.InsertOne(context.TODO(), s1)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Println("Inserted a single document: ", insertResult.InsertedID)

使用collection.InsertMany()方法插入多条文档记录：

students := []interface{}{s2, s3}
insertManyResult, err := collection.InsertMany(context.TODO(), students)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Println("Inserted multiple documents: ", insertManyResult.InsertedIDs)

更新文档

updateone()方法允许你更新单个文档。它需要一个筛选器文档来匹配数据库中的文档，并需要一个更新文档来描述更新操作。你可以使用bson.D类型来构建筛选文档和更新文档:

filter := bson.D{{"name", "小兰"}}
update := bson.D{
    {"$inc", bson.D{
        {"age", 1},
    }},
}

接下来，就可以通过下面的语句找到小兰，给他增加一岁了：

updateResult, err := collection.UpdateOne(context.TODO(), filter, update)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("Matched %v documents and updated %v documents.\n", updateResult.MatchedCount, updateResult.ModifiedCount)

查找文档

要找到一个文档，你需要一个filter文档，以及一个指向可以将结果解码为其值的指针。要查找单个文档，使用collection.FindOne()。这个方法返回一个可以解码为值的结果。
我们使用上面定义过的那个filter来查找姓名为’小兰’的文档。

// 创建一个Student变量用来接收查询的结果
var result Student
err = collection.FindOne(context.TODO(), filter).Decode(&result)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("Found a single document: %+v\n", result)

要查找多个文档，请使用collection.Find()。此方法返回一个游标。游标提供了一个文档流，你可以通过它一次迭代和解码一个文档。当游标用完之后，应该关闭游标。下面的示例将使用options包设置一个限制以便只返回两个文档。

// 查询多个
// 将选项传递给Find()
findOptions := options.Find()
findOptions.SetLimit(2)
// 定义一个切片用来存储查询结果
var results []*Student
// 把bson.D{{}}作为一个filter来匹配所有文档
cur, err := collection.Find(context.TODO(), bson.D{{}}, findOptions)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
// 查找多个文档返回一个光标
// 遍历游标允许我们一次解码一个文档
for cur.Next(context.TODO()) {
    // 创建一个值，将单个文档解码为该值
    var elem Student
    err := cur.Decode(&elem)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    results = append(results, &elem)
}
if err := cur.Err(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}
// 完成后关闭游标
cur.Close(context.TODO())
fmt.Printf("Found multiple documents (array of pointers): %#v\n", results)

删除文档

最后，可以使用collection.DeleteOne()或collection.DeleteMany()删除文档。如果你传递bson.D{{}}作为过滤器参数，它将匹配数据集中的所有文档。还可以使用collection. drop()删除整个数据集。

// 删除名字是小黄的那个
deleteResult1, err := collection.DeleteOne(context.TODO(), bson.D{{"name","小黄"}})
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("Deleted %v documents in the trainers collection\n", deleteResult1.DeletedCount)
// 删除所有
deleteResult2, err := collection.DeleteMany(context.TODO(), bson.D{{}})
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
fmt.Printf("Deleted %v documents in the trainers collection\n", deleteResult2.DeletedCount)

更多方法请查阅官方文档。

参考链接

https://docs.mongodb.com/manual/mongo/
https://www.mongodb.com/blog/post/mongodb-go-driver-tutorial