面向Node.js开发者的MongoDB教程 (1)：MongoDB和Mongoose基础 - 掘金

教程说明

本文是《面向Node.js开发者的MongoDB教程》的第一章，本教程大部分参考了《MongoDB权威指南（第二版）》，Kirstina Chodorow著（O'Reilly, 2013）。可权威指南中使用的MongoDB版本是2.4.x的。在实际写用户代码时，发现有些语法已经不可用了，本教程所使用的环境中MongoDB版本为5.0.x的最新版。并结合我自己是一名Node.js开发者，教程中应用内代码都是使用的Node.js + Mongoose编写。

安装MongoDB

windows/Linux/MacOS等各个环境MongoDB的安装大家可以在MongoDB官网-《MongoDB社区下载》自行下载安装。本文我更加倾向于读者尝试使用Docker安装MongoDB，理由有两个：

1. 简单：只需要使用一行命令，就可以通过镜像运行一个MongoDB数据库的容器

2. 易于调试: 教程中可能需要对同一份数据进行增删改查，使用Docker可以创建多个互不干扰的容器，方便调试对比。

数据来源（B站热点）

面向Node.js开发者的MongoDB教程 (1)：MongoDB和Mongoose基础 - 掘金

本次教程中数据库的数据，来源来自B站的“综合热门”的后端接口数据。笔者提供了25300条文档数据，方便之后的教程中用来进行数据的增删改查。下面取了一条数据库中的数据：

{
    "_id" : ObjectId("6123b52a64ceb40e2917c933"),
    "videos" : 1,
    "tid" : 17,
    "desc" : "",
    "duration" : 1537,
    "aid" : 675061011,
    "tname" : "单机游戏",
    "copyright" : 1,
    "pic" : "http://i1.hdslb.com/bfs/archive/7b9bff6a7e31bc55fc6a80341a23c43225b5f24e.jpg",
    "title" : "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】",
    "pubdate" : ISODate("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    "ctime" : ISODate("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    "state" : 0,
    "owner" : {
        "mid" : 4564056,
        "name" : "龙崎棒棒糖",
        "face" : "http://i0.hdslb.com/bfs/face/74b6d0663e92c0595c40033a1f3495aff7d27f4b.jpg"
    },
    "stat" : {
        "aid" : 675061011,
        "view" : 1255439,
        "danmaku" : 8719,
        "reply" : 6384,
        "favorite" : 30489,
        "coin" : 81238,
        "share" : 12405,
        "now_rank" : 0,
        "his_rank" : 46,
        "like" : 99243,
        "dislike" : 0
    },
    "dynamic" : "原本写了8000字文案，结果把自己累出病来了，就删了一千多字，途中电脑崩溃了一次，把写了一个半小时的文案和其他保存文件给搞没了，可以说是我有史以来最敢的一期视频，技术部分感谢沙滩大佬的传授",
    "cid" : 395060770,
    "dimension" : {
        "width" : 1920,
        "height" : 1080,
        "rotate" : 0
    },
    "short_link" : "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    "short_link_v2" : "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    "first_frame" : "http://i0.hdslb.com/bfs/storyff/n210823a22pk2invww0sv02xkt574ew8_firsti.jpg",
    "bvid" : "BV18U4y1j765",
    "season_type" : 0,
    "rcmd_reason" : {
        "content" : "百万播放",
        "corner_mark" : 0
    },
    "update_time" : ISODate("2021-08-23T14:48:10.392Z"),
    "__v" : 0
}

大家可以通过百度网盘下载我提供的数据文件bilihot.json，并导入到MongoDB中。

使用mongoimport导入bilihot.json:

$ mongoimport -d bilibili_hot -c hotspots --file /bilihot.json --type json

参数说明：

-d: 数据库名称
-c: 集合名称
--file: 要导入的文件路径
--type: 导入的文件类型，默认为json

建议使用云服务器

对于大部分前端开发者而言，不仅建议在本地跑一遍相关代码，更加建议自己购买一个云服务器，安装MongoDB后使用远程命令行连接运行一遍。这样有利于学习Linux相关命令、适应后端运行环境。

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MongoDB基础

数据库

在MongoDB中，多个文档组成集合，而多个集合可以组成数据库。一个MongoDB实例可以承载多个数据库，每个数据库拥有0个或者多个集合。每个数据库都有独立的权限，即便是在磁盘上，不同的数据库也放置在不同的文件中。

在MongoDB中，我们可以使用use db_name来切换数据库，例如本教程中我们的数据库名称为bilibili_hot，那么你可以通过以下命令进入到该数据库。

> use bilibili_hot

文档

文档（document）是MongoDB中的核心概念，如果你熟悉MySQL等关系型数据库，你可以将文档比喻为一行。文档在JavaScript文档被表示为为对象，例如刚才存入数据库中的一条B站热点数据就是一个文档：

{
  "title" : "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】"
  "pubdate" : ISODate("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
  "ctime" : ISODate("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
  "duration" : 1537,
  ...
}

MongoDB的文档区分类型和大小写，并且不能有重复的key，这和JavaScrit中对象的概念基本一致，对于Node.js开发者来说很好理解。例如下面两个文档就是不同的：

{
  "title" : "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】"
}

{
  "Title" : "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】"
}

下面两个文档也是不同的：

{
	"duration" : 1537
}

{
	"duration" : "1537"
}

集合

集合（collection）就是一组文档，一个或多个集合组成了一个MongooDB的数据库，我们可以将集合比喻为关系型数据库中的一张表。

集合的英文单词是collection，这个单词在MongoDB的操作中经常会使用到：

例如显示所有的集合：

> show collections

创建集合statistics

> db.createCollection('statistics')

查询hotspots集合中的全部文档数据：

> db.getCollection('hotspots').find({})

MongoDB中的集合是动态模式，这意味着集合中的文档的结构和类型可以是各式各样的，下面两个文档是可以放在同一个集合中，一个文档存的是视频的名称，一个文档存的是视频的播放次数。

{ "title": "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】" },
{ "view": 1280 }

上面的两个文档，不仅是值的类型不一致，同时键也不一致。作为一名有经验的程序员，肯定不会在集合中这样去组织文档。针对上面的的情况，我们建议使用不同的集合去存储视频的基本信息和视频的统计信息（播放数、点赞数、投币数等）

mongod

启动MongoDB 在命令行执行mongod，即可启动MongoDB服务器，mongod在启动时可以使用许多可配置项，下面列举几个常用的：

$ mongod

--dbpath: 指定一个目录作为数据目录，其默认目录为/data/db
--port: 指定服务器监听的端口号，mongod默认占用27017端口
--fork：调用fork创建子进程，在后台运行MongoDB。启用--fork时，必须同时启用--logpath
--logpath：指定文件作为输出信息的文件，而非在命令行上输出。
--config：额外加载配置文件，未在命令行中指定的选项将使用配置文件中的从参数。

停止MongoDB 关闭运行中的服务器的命令是一个管理员命令，首先我们需要在Mongo Shell中切换到admin数据库。

> use admin

再使用db.shutdownServer()

> db.shutdownServer()

mongo

在命令行执行mongo，可以启动mongosh（又称MongoDB Shell），它是我们学习MongoDB最重要的工具，绝大多数的MongoDB操作都需要使用shell完成。在运行mongo前，请先执行mongod运行MongoDB服务器，之后shell将自动连接到MongoDB服务器。

$ mongo

MongoDB server version: 5.0.2
---
>

shell是一个独立的MongoDB客户端，启动时，shell会连接到MongoDB服务器的test数据库我们可以使用db命令查看当前使用了哪个数据库：

查看当前数据库db

> db
test

查看目前所有的数据库show dbs

> show dbs
admin         0.000GB
bilibili_hot  0.015GB
config        0.000GB
local         0.000GB

使用某一个数据库use 数据库名, 例如使用bilibili_hot数据库

> use bilibili_hot
switched to db bilibili_hot

CRUD

创建文档

insert()方法用于把文档插入集合中，我们把一条数据插入到hotspots集合下

> db.hotspots.insert({
    videos: 1,
    tid: 17,
    desc: "",
    duration: 1537,
    aid: 675061011,
    tname: "单机游戏",
    copyright: 1,
    pic: "http://i1.hdslb.com/bfs/archive/7b9bff6a7e31bc55fc6a80341a23c43225b5f24e.jpg",
    title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)",
    pubdate: new Date("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    ctime: new Date("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    state: 0,
    owner: {
      mid: 4564056,
      name: "龙崎棒棒糖",
      face: "http://i0.hdslb.com/bfs/face/74b6d0663e92c0595c40033a1f3495aff7d27f4b.jpg",
    },
    stat: {
      aid: 675061011,
      view: 1255439,
      danmaku: 8719,
      reply: 6384,
      favorite: 30489,
      coin: 81238,
      share: 12405,
      now_rank: 0,
      his_rank: 46,
      like: 99243,
      dislike: 0,
    },
    dynamic:
      "原本写了8000字文案，结果把自己累出病来了，就删了一千多字，途中电脑崩溃了一次，把写了一个半小时的文案和其他保存文件给搞没了，可以说是我有史以来最敢的一期视频，技术部分感谢沙滩大佬的传授",
    cid: 395060770,
    dimension: {
      width: 1920,
      height: 1080,
      rotate: 0,
    },
    short_link: "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    short_link_v2: "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    first_frame:
      "http://i0.hdslb.com/bfs/storyff/n210823a22pk2invww0sv02xkt574ew8_firsti.jpg",
    bvid: "BV18U4y1j765",
    season_type: 0,
    rcmd_reason: {
      content: "百万播放",
      corner_mark: 0,
    },
    update_time: new Date("2021-08-23T14:48:10.392Z")
 })

查询文档

find()方法用于查询集合中的文档，如果想查询一个文档，可用findOne()。我们来找到刚才新增的那一个文档：

> db.hotspots.findOne({ title: '三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)' })

修改文档

update()方法用来修改文档，我们来改变刚才新增的那个文档的title字段：

> db.hotspots.update(
  { title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)" },
  { $set: { title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(最新新增)" } }
)

删除文档

remove()方法用来将文档从集合中永久移除，我们来把刚才更改过的那条文档给删除掉：

> db.hotspots.remove({ title: '三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(最新新增)' })

Mongoose基础

Mongoose是在node环境中MongoDB数据库操作的封装，一个对象模型工具。将数据库中的数据转换为JavaScript对象以方便我们在应用中使用。

安装Mongoose

npm install mongoose --save

Connection

你可以使用mongoose.connect()方法连接到MongoDB：

const mongoose = require("mongoose");

mongoose
  .connect("mongodb://127.0.0.1:27019/bilibili_hot", { useNewUrlParser: true })
  .then(() => console.log("MongoDB Connected"))
  .catch((err) => console.log(err));

该方法的第1个参数是MongoDB的连接地址，第2个参数是一个options对象，该对象会被Mongoose传递给MongoDB的驱动程序，你可以在《MongoDB Node.js驱动程序文档》中找到完成的options的配置项, 下面是一些比较重要的配置项：

user/pass: 用于认证的用户名和密码。Mongoose 特有，等价于 MongoDB 驱动的auth.user和auth.password选项。
useFindAndModify：默认为true，设置为false会让findOneAndUpdate()和findOneAndRemove()使用findOneAndUpdate()而不是findAndModify()。
poolSize：MongoDB 驱动程序将为此连接保持打开的最大套接字数。默认情况下，poolSize是5。
useNewUrlParser：底层 MongoDB 驱动程序已弃用其当前的连接字符串解析器。因为这是一个重大变化，他们添加了一个useNewUrlParser标志，允许用户在发现新解析器中的错误时回退到旧解析器。你应该设置，useNewUrlParser: true。

Schema

Schema是Mongoose中的重要概念，Schema定义了集合中文档的结构。结合上文提到的数据库的数据，我们定义的Schema如下所示：

// HotSpot.js

const mongoose = require("mongoose");
const Schema = mongoose.Schema;

const hotSpotSchema = new Schema({
  aid: {
    type: Number,
    required: true,
  },
  videos: {
    type: Number,
    default: 1,
  },
  tid: {
    type: Number,
    default: 0,
  },
  tname: {
    type: String,
    require: true,
  },
  copyright: {
    type: Number,
    dafault: 1,
  },
  pic: {
    type: String,
  },
  title: {
    type: String,
    require: true,
  },
  pubdate: {
    type: Date,
  },
  ctime: {
    type: Date,
    require: true,
  },
  desc: {
    type: String,
    default: "",
  },
  state: {
    type: Number,
  },
  duration: {
    type: Number,
    default: 0,
  },
  owner: {
    mid: {
      type: Number,
    },
    name: {
      type: String,
    },
    face: {
      type: String,
    },
  },
  stat: {
    aid: {
      type: Number,
    },
    view: {
      type: Number,
    },
    danmaku: {
      type: Number,
    },
    reply: {
      type: Number,
    },
    favorite: {
      type: Number,
    },
    coin: {
      type: Number,
    },
    share: {
      type: Number,
    },
    now_rank: {
      type: Number,
    },
    his_rank: {
      type: Number,
    },
    like: {
      type: Number,
    },
    dislike: {
      type: Number,
    },
  },
  dynamic: {
    type: String,
  },
  cid: {
    type: Number,
  },
  dimension: {
    width: {
      type: Number,
    },
    height: {
      type: Number,
    },
    rotate: {
      type: Number,
    },
  },
  short_link: {
    type: String,
  },
  short_link_v2: {
    type: String,
  },
  first_frame: {
    type: String,
  },
  bvid: {
    type: String,
  },
  season_type: {
    type: Number,
  },
  rcmd_reason: {
    content: {
      type: String,
    },
    corner_mark: {
      type: Number,
    },
  },
  update_time: {
    type: Date,
  },
});

Model

Model是从Schema编译来的构造函数，这也就是为什么这里需要使用大写字母开头的原因。Model负责从MongoDB中创建和读取文档。

当你调用mongoose.model()是时，Mongoose就会为你编译一个Model。

const HotSpot = mongoose.model("hotSpot", hotSpotSchema);

参数1：是collection的单数名称，也就是说，当你的数据库中没有任何集合的时候，当你使用Mongoose连接到MongoDB，并准备插入数据时，Mongoose会自动为你创建一个叫hotspots的集合。
参数2：调用new Schema所创建的Schema

CRUD

创建好Model后，你就可以使用Model对应的方法操作集合中的文档了，这里我们简单的介绍一下使用Mongoose中的CRUD方法。

创建文档

你可以使用Model.create() 创建一条文档数据：

 const newVideo = {
    videos: 1,
    tid: 17,
    desc: "",
    duration: 1537,
    aid: 675061011,
    tname: "单机游戏",
    copyright: 1,
    pic: "http://i1.hdslb.com/bfs/archive/7b9bff6a7e31bc55fc6a80341a23c43225b5f24e.jpg",
    title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)",
    pubdate: new Date("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    ctime: new Date("1970-01-19T20:41:24.902Z"),
    state: 0,
    owner: {
      mid: 4564056,
      name: "龙崎棒棒糖",
      face: "http://i0.hdslb.com/bfs/face/74b6d0663e92c0595c40033a1f3495aff7d27f4b.jpg",
    },
    stat: {
      aid: 675061011,
      view: 1255439,
      danmaku: 8719,
      reply: 6384,
      favorite: 30489,
      coin: 81238,
      share: 12405,
      now_rank: 0,
      his_rank: 46,
      like: 99243,
      dislike: 0,
    },
    dynamic:
      "原本写了8000字文案，结果把自己累出病来了，就删了一千多字，途中电脑崩溃了一次，把写了一个半小时的文案和其他保存文件给搞没了，可以说是我有史以来最敢的一期视频，技术部分感谢沙滩大佬的传授",
    cid: 395060770,
    dimension: {
      width: 1920,
      height: 1080,
      rotate: 0,
    },
    short_link: "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    short_link_v2: "https://b23.tv/BV18U4y1j765",
    first_frame:
      "http://i0.hdslb.com/bfs/storyff/n210823a22pk2invww0sv02xkt574ew8_firsti.jpg",
    bvid: "BV18U4y1j765",
    season_type: 0,
    rcmd_reason: {
      content: "百万播放",
      corner_mark: 0,
    },
    update_time: new Date("2021-08-23T14:48:10.392Z")
  };


  HotSpot.create(newVideo, function (err, video) {
    if (err) {
      console.log(err);
      return;
    }
    console.log(video)
  });

查询文档

查询的方法有很多，目前我们只介绍Model.find()，让我们来查询刚才新增的那一条数据吧：

HotSpot.find({ title: '三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)'}, function(err, videos) {
  if (err) {
    console.log(err)
    return
  }
  console.log(videos)
})

修改文档

我们可以使用Model.updateOne()更新数据库中的文档

HotSpot.updateOne(
  { title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(新增)" },
  { $set: { title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(最新新增)" } },
  function (err, raw) {
    if (err) {
      console.log(err);
      return;
    }
    console.log(raw);
  }
);

删除文档

让我们使用Model.deleteOne()删除刚才更改的文档吧，把我们的数据库恢复原貌：

const raw = await HotSpot.deleteOne({ title: "三界四洲不可救【龙崎黑神话解析03】(最新新增)" });

console.log(raw)

Mongoose总结

在想使用Mongoose来对MongoDB进行操作前，需要先进行三步操作，分别是：

连接MongoDB
生成Schema
生成Model

然后在Model中可以进行相应的CRUD操作

const mongoose = require("mongoose");
const hotSpotSchema = new Schema({...}) // 生成Schmea
const HotSpot = mongoose.model("hotSpot", hotSpotSchema); // 生成Model

// 连接MongoDB
mongoose
  .connect("mongodb://127.0.0.1:27019/bilibili_hot", { useNewUrlParser: true })
  .then(() => console.log("MongoDB Connected"))
  .catch((err) => console.log(err));

// 数据库CRUD操作
HotSpot.findOne({ ... })

其他

1. 使用Docker安装MongoDB

运行MongoDB容器 使用下面命令运行一个mongo容器，如果你本地没有找到mongo的镜像，那么docker会自动拉取远程镜像，可能会耗时比较长。

$ docker run -p 27019:27017 --name mymongo -v ~/db:/data/db -d mongo

参数说明：

-p: 端口映射，-p 27019:27017是指将容器内27017端口映射到宿主机的27019端口
--name：容器命名，--name mymongo 将该运行中的容器命名为mymongo
-v: 数据卷，-v ~/db:/data/db 将容器内存放数据的/data/db目录映射到宿主机的~/db目录上

查看容器运行状态 使用docker ps命令查看容器的运行状态

$ docker ps 

CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                                           NAMES
ddfc4fd875e6   mongo     "docker-entrypoint.s…"   4 minutes ago   Up 4 minutes   0.0.0.0:27019->27017/tcp, :::27019->27017/tcp   mymongo

进入容器内并进入bash操作 我们可以使用docker exec进入容器内，调式MongoDB。需要注意的是，ddfc4fd875e6是上一步执行docker ps命令显示的CONTAINER ID，读者的值肯定和笔者的不一致，需替换成自己的CONTAINER ID。

$ docker exec -it ddfc4fd875e6 /bin/bash

root@ddfc4fd875e6:/#

上面表示已经进入到了容器内部，我们来查看一下MongoDB的版本，在命令行输入mongo进入MongoDB shell。

root@ddfc4fd875e6:/# mongo

此时进入到了MongoDB shell中，我们就可以执行相应操作了

# 查看MongoDB版本
> db.version()
5.0.2

# 显示数据库
> show dbs
admin   0.000GB
config  0.000GB
local   0.000GB

退出shell和容器

# 输入exit回车 退出MongoDB shell
> exit
bye

# 输入exit回车，退出容器
root@ddfc4fd875e6:/# exit
exit

2. 参考文献

Mongoose官网
MongoDB官网

面向Node.js开发者的MongoDB教程 (1)：MongoDB和Mongoose基础 - 掘金

教程说明

安装MongoDB

数据来源（B站热点）

建议使用云服务器

MongoDB基础

数据库

文档

集合

mongod

mongo

CRUD

创建文档

查询文档

修改文档

删除文档

Mongoose基础

安装Mongoose

Connection

Schema

Model

CRUD

创建文档

查询文档

修改文档

删除文档

Mongoose总结

其他

1. 使用Docker安装MongoDB

2. 参考文献

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mongo

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查询文档

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Mongoose基础

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Schema

Model

CRUD

创建文档

查询文档

修改文档

删除文档

Mongoose总结

其他

1. 使用Docker安装MongoDB

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