【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查

目录

  • NoSQL
  • 非关系型数据库
    • 关系型数据库(RMDB)介绍
    • 非关系型数据库(NoSQL)介绍
    • Redis & MongoDB
  • 在 Koa 中使用 Redis (了解)
    • Redis 的安装和使用
    • 在 Koa 中连接 和 调用 Redis
  • 在 Koa 中使用 MongoDB
    • MongoDB 的安装
    • MongoShell 操作数据库
    • MongoDB 基础概念
      • 数据库相关
      • 集合相关
      • 文档相关
    • MongoDB - 增删改查
      • 创建文档 (增)
      • 查询文档 (查)
      • 更新文档 (改)
      • 删除文档 (删)
    • 在 Koa 中连接和调用 MongoDB
      • 构建基本架子
      • 执行添加操作
    • 在 Koa 中对 MongoDB 数据进行增删改查
    • MongoDB配置用户名和密码进行认证登录
      • 创建管理员用户

NoSQL

非关系型数据库

关系型数据库(RMDB)介绍

目标: 了解什么是关系型数据库

关系型数据库,是指采用了 关系模型 来组织数据的数据库。

关系模型,指的就是 二维表格模型,而一个关系型数据库就是由 二维表及其之间的联系 所组成的一个数据组织。

【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查_第1张图片

关系型数据库一般都支持数据库事务,必须具备 ACID 特性。ACID分别是指:

  • Atomic 原子性 (事务操作要么全做完,要么都不做)
  • Consistency 一致性 (数据库要一直处于一致的状态 => 完整性约束: a + b = 10)
  • Isolation 隔离性 (并发的事务之间不会互相影响)
  • Durability 持久性 (一旦事务提交, 修改将永久保存)

优点

  1. 容易理解:二维表结构贴近逻辑,关系模型容易理解
  2. 使用方便:通用的SQL语言操作方便
  3. 易于维护:数据冗余和数据不一致的概率较低

缺点

  1. IO瓶颈 :

    网站并发性通常非常高(每秒上万次读写),硬盘I/O是一个很大的瓶颈

  2. 效率低下:

    网站数据量是巨大,关系型数据库,查询效率是非常低的

  3. 难以横向扩展:

    没有办法像web serverapp server 那样通过添加硬件和服务节点来扩展性能和负载能力。

    当需要进行升级和扩展时,往往需要停机维护和数据迁移。

关系型数据库, 比较适合存储持久化的一些数据, 关系复杂的结构数据. 数据量特别大, 实时性要求高 =>非关系型

流行的关系型数据库

  • MySQL(开源)
  • PostgreSQL(开源)
  • Oracle(商业)
  • SQL Server(商业)
  • DB2(商业)

非关系型数据库(NoSQL)介绍

了解什么是非关系型数据库

非关系型数据库,是指非关系型的、分布式的、且一般不保证遵循 ACID 原则的数据存储系统。

非关系型数据库以键值对存储,且结构不固定,每一个元组可以有不一样的字段,每个元组可以根据需要增加一些自己的键值对,不局限于固定的结构,可以减少一些时间和空间的开销。

【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查_第2张图片

优点

  1. 格式灵活:可以是:key-value 形式、文档形式、图片形式等,灵活, 应用场景广泛

  2. 用户可以根据需要去添加自己需要的字段,为了获取用户的不同信息,无需多表进行关联查询。

    仅需要根据 id 取出相应的 value 就可以完成查询

  3. 适用于SNS社交网络服务中,例如 Facebook、微博等。

    系统升级、功能增加等场景,往往意味着需要对数据结构的巨大变动,关系型数据库难以应付这一点

  4. 速度快:NoSQL 可以使用硬盘或者随机存储器作为载体,而关系型数据库只能使用硬盘

  5. 高扩展性

  6. 成本低:NoSQL 数据库部署简单,且基本都是开源免费软件

缺点

  1. 不提供 SQL 支持,学习和使用成本较高
  2. 无事务处理
  3. 只适合存储一些较为简单结构的数据,对于需要进行较复杂查询的数据,关系型数据库显的更为合适
  4. 不适合 持久 存储海量数据

流行的非关系型数据库

  • MongoDB
  • Redis
  • Cassandra
  • CouchDB
  • HBase
  • Neo4J

Redis & MongoDB

非关系型数据库的分类

虽然 NoSQL 数据库有很多,但是它们的功能也是有所差异的,在解决问题方面有所侧重。

因此 NoSQL 一般分为以下几类:

  1. 文档型
  • 采用的数据模型是 key-value 键值对形式,且 value 是结构化的数据
  • 强项:它对数据结构的要求不严格,结构化数据的结构可变,非常灵活,不需要像关系型数据库一样需要预定义数据的结构
  • 弱项:查询性能不高,且缺乏统一的查询语法
  • 应用场景:用来存储 Web 应用中数据结构可能经常变化的数据 (新闻, 热点, 用户喜好)
  • 典型数据库:MongoDB、CouchDB
  1. key-value型
  • 采用的数据模型是 key-value 键值对形式,且 value 可以是字符串、二进制类型、或是键值对类型(通常使用Hash Table 实现)
  • 强项:查找速度非常快
  • 弱项:数据无结构化,通常只能存储字符串或二进制数据
  • 应用场景:通常可作为缓存来使用,用于处理大量数据的高访问负载
  • 典型数据库:Redis
  1. 列式数据库(了解)
  • 以列簇式存储,将同一列数据存储在一起
  • 强项:查找速度快,可扩展性强,且更容易进行分布式扩展
  • 弱项:功能相对比较局限
  • 应用场景:作为分布式文件系统
  • 典型数据库:Cassandra、HBase
  1. 图形数据库(了解)
  • 数据模型采用“图”结构
  • 强项:利用图结构相关算法,可以实现如最短路径寻径、N度关系查找等功能
  • 弱项:很多时候需要对整个图做计算才能得到需要的数据;而且图结构不方便做分布式的集群方案
  • 应用场景:社交网络、推荐系统,主要专注于构建关系图谱
  • 典型数据库:Neo4J

Redis 介绍 (缓存)

Redis 是完全开源的,遵守 BSD 协议,是一个高性能的 key-value 数据库。

Redis 的优势:

  • 性能极高 – Redis 能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s
  • 丰富的数据类型 – Redis 支持二进制案例的 Strings、Lists、Hashes、Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作
  • 原子 – Redis 的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过 MULTI 和 EXEC 指令包起来
  • 丰富的特性 – Redis 还支持 publish/subscribe,通知,key 过期等等特性

MongoDB 介绍 (可扩展高性能, 结构可变的数据存储方案)

MongoDB 是由C++语言编写的,是一个基于分布式文件存储的开源数据库系统。在高负载的情况下,添加更多的节点,可以保证服务器性能。MongoDB 旨在为WEB应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。

MongoDB 将数据存储为一个文档,数据结构由键值(key=>value)对组成。MongoDB 文档类似于 JSON 对象。字段值可以包含其他文档,数组及文档数组。

【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查_第3张图片


在 Koa 中使用 Redis (了解)

Redis 的安装和使用

安装 Redis,以及对 Redis 的基本功能的使用

安装

Redis 的安装文件下载地址:https://github.com/tporadowski/redis/releases

【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查_第4张图片

安装完成后,可以运行 redis-server.exe 启动 Redis 服务器。 (安装, 一直下一步即可)

数据操作

运行 redis-cli.exe,打开 Redis 的命令行客户端。

操作一:向 Redis 中存储一个字符串键值对

set key1 hello   # 存入一个键值对,键为 key,值为字符串 hello

操作二:从 Redis 中获取某个键值对值

get key1     		# 得到字符串 hello

操作三:查看 Redis 中所有的键值对 key

keys *          

操作四:向 Redis 中设置一个数字并自增

incr mynum        # mynum 为 1
incr mynum        # mynum 为 2

get mynum         # 查看 mynum 结果为 2

【更多操作参考操作命令手册】


在 Koa 中连接 和 调用 Redis

掌握从 Koa 代码中连接 Redis 服务器并操作 Redis 中的数据

使用步骤

  1. 安装 Redis 驱动包

目前主流的 Node.js 的 Redis 驱动包有两个:node-redis 和 ioredis,这两个包都有性能非常高、使用方便的特点。而后者的性能更好、功能更强大。

npm i ioredis
  1. 在 koa 中使用 ioredis 连接 Redis 服务器,并发送数据操作命令
const Koa = require('koa')

// 1. 引入 ioredis
const Redis = require('ioredis')

// 2. 创建 Redis 客户端实例,指定要连接的 Redis 服务器
const redis = new Redis({
    port: 6379,         // redis 服务器的默认端口
    host: '127.0.0.1'   // redis 服务器的 IP 地址
})

const app = new Koa()

app.use(async ctx => {
    // 通过客户端实例,向 Redis 服务器发送数据操作命令,进行相关操作
    //(这等价于在命令行窗口中输入命令进行操作)
  
  	// 1) 设置数据
    await redis.set('my_key1', 'hello,world')
    await redis.set('my_key2', 'foo,bar')
    await redis.incr('my_num')
  
    // 2) 获取数据
    const myKey1Value = await redis.get('my_key1')
    console.log(myKey1Value)

    ctx.body = '完成'
})

app.listen(3000)

在 Koa 中使用 MongoDB

MongoDB 的安装

掌握 MongoDB 服务器软件的安装和启动

安装

MongoDB下载地址:https://www.mongodb.com/try/download/community

下载安装好以后,启动 MongoDB 服务器:

  1. 新建一个数据文件目录,比如 C:\data\db
  2. 执行命令进行启动 (先配环境变量 => 让系统知道有这么个目录)
mongod --dbpath=C:\data\db

# mongod 为 MongoDB 的服务器程序
# 数据文件目录默认为 /data/db

验证

MongoDB 服务器启动后,访问 http://localhost:27017,如果出现这样的结果则表示已经成功:


MongoShell 操作数据库

  • mongo Shell 是 MongoDB 官方提供的一个在命令行中用来连接操作 MongoDB 服务的客户端工具
  • 使用 mongo Shell 可以对 MongoDB 数据库进行数据的管理

【Koa】[NoSQL] Koa中相关介绍和使用Redis & MongoDB增删改查_第5张图片

命令演示:

  • show dbs 查看数据库

  • db 查看当前数据库

  • use database 切换数据库

  • show collections 查看集合列表

插入数据演示:
	db.users.insert({ name: 'Jack', age: 18 })
	
检索查看数据:
	db.users.find()

MongoDB 基础概念

MongoDB中的数据存储结构:

  • 数据库 database
  • 集合 collection (一个集合存一类数据)
  • 文档 document (集合中的一项)
  • 数据字段 field

MongoDB是文档型数据库, 存储的都是一些 JSON 格式数据

{
  // 数据库 database
  "test1": {
    // 集合 collection
    "users": [
      // 文档 document
      {
        // 数据字段 field
        "id": 1,
        "username": "小明",
        "password": "123456"
      },
      {
        "id": 2,
        "username": "小王",
        "password": "123456",
        "desc": "不错"
      }
      // ...
    ],
    "teachers": [
      {
        "id": 1,
        "name": "李老师"
      },
      {
        "id": 2,
        "name": "王老师",
      }
    ]
  },

  // 数据库
  "test2": {}

  // ...
}

数据库相关

  • 查看数据库列表:
show dbs
  • 查看当前数据库:
db
  • 创建/切换数据库: (数据库只有真正的有了数据才会被创建出来)
use 数据库名
  • 删除当前数据库:
db.dropDatabase()

集合相关

  • 创建集合: 只需要往集合中插入数据, 集合会自动创建
db.集合名.insert({ name: 'zs', age: 18 })
  • 查看集合
show collections
  • 删除集合
db.集合名称.drop()

文档相关

  • MongoDB 将数据记录存储为 BSON 文档

  • BSON(Binary JSON)是 JSON 文档的二进制表示形式,它比 JSON 包含更多的数据类型

  • BSON 规范

  • 字段名称 _id 保留用作主键;它的值在集合中必须是唯一的,不可变的,并且可以是数组以外的任何类型。

> db.users.find()
{ "_id" : ObjectId("619cc474cc1980baa07f2c24"), "name" : "Jack", "age" : 18 }

MongoDB - 增删改查

可视化操作工具:

  • MongoDB Compass 官网地址 : https://www.mongodb.com/zh-cn/products/compass
  • navicat 官网地址: http://www.navicat.com.cn/

创建文档 (增)

db.集合名.insertOne({ ... }) 插入一个

db.集合名.insertMany([{ ... }, { ... }]) 插入多个

db.集合名.insert({ ... }) 插入一个或多个

查询文档 (查)

db.集合名.find()  查询所有

db.集合名.find().pretty()  查询并格式化

db.集合名.find(查询条件, { 键: 0/1 })   0表示排除, 1表示包含  

相等条件

db.集合名.find({
  键: 值
})

AND 条件

其他查询运算符: https://docs.mongodb.com/manual/reference/operator/query-comparison/

db.集合名.find({
  键: 值,
  键: 值,
  键: {
  	$lt: 值
  },
  键: /\d/
})

OR 条件

db.集合名.find({
  $or: [
  	{ 键: 值 },
  	{ 键: 值 }
  ]
})

更新文档 (改)

// 更新第一个满足条件的项
db.集合名.updateOne(查询条件, {
	$set: {
		键: 值,
		键: 值
	}
})

// 更新所有满足条件的项
db.集合名.updateMany(查询条件, {
	$set: {
		键: 值,
		键: 值
	}
})

删除文档 (删)

db.collection.deleteMany(查询条件)

db.collection.deleteOne(查询条件)

在 Koa 中连接和调用 MongoDB

掌握从 Koa 代码中连接 MongoDB 服务器,并简单往 MongoDB 中插入一条数据

构建基本架子

  1. 安装 mongodb 驱动包

mongodb 是官方提供的 Node.js 驱动包,可以连接 MongoDB 服务器,并通过发送命令来实现对 MongoDB 服务器的各种操作。

yarn add mongodb koa @koa/router
  1. 创建 db 模块, 使用 mongodb 驱动包连接 MongoDB 服务器
// 1. 引入 mongodb 驱动包
const mongodb = require('mongodb')
const MongoClient = mongodb.MongoClient

// 2. 创建 MongoDB 客户端实例
// MongoDB 服务器的连接地址,其中可包含用户名、密码、域名、端口、数据库名等信息
const mongoClient = new MongoClient('mongodb://127.0.0.1:27017')

// 3. 建立连接
mongoClient.connect()

// 4. 连接关联哪个数据库
const db = mongoClient.db('classroom')

module.exports = db
  1. 创建路由模块
const Router = require('@koa/router')

const router = new Router()

router.get('/', async ctx => {
  ctx.body = '这是首页'
})
router.get('/list', async ctx => {
  ctx.body = '这是列表'
})

module.exports = router
  1. 挂载路由
const Koa = require('koa')
const router = require('./router')
const app = new Koa()
app.use(router.routes())
app.listen(8888, () => console.log('服务器启动成功...'))

执行添加操作

const Router = require('@koa/router')
const db = require('./db')
const router = new Router()

router.get('/', async ctx => {
  ctx.body = '这是首页'
})
router.get('/list', async ctx => {
  ctx.body = '这是列表'
})
router.get('/add', async ctx => {
  const collection = db.collection('students')

  const info = await collection.insertOne({ name: 'Tom', age: 18 })
  console.log(info)

  collection.find().forEach(item => {
    console.log(item)
  })

  ctx.body = '操作完成'
})

module.exports = router

在 Koa 中对 MongoDB 数据进行增删改查

掌握从 Koa 代码中对 MongoDB 的数据做增、删、改、查操作

新增数据

向 MongoDB 中的某个 collection 内新增一条或多条数据,可以使用以下方法:

// 新增一条
await collection.insertOne({ name: 'Tom', age: 18 })

// 新增多条
await collection.insertMany([
  { name: 'Jack', age: '28' },
  { name: 'Marray', age: '21' },
])

默认情况下,新增后的每条数据都会自动被添加上一个:类型为 ObjectID、字段名为 _id 的唯一标识。

删除数据

要删除某个 collection 中的指定 _id 数据,可以使用:

const mongodb = require('mongodb')
const ObjectID = mongodb.ObjectID

collection.deleteOne(
 	// 查询条件
  {
    _id: ObjectID('....ID的值.....')
  }
)

修改数据

如果要对某个 collection 中的某些数据进行更新,可以使用 updateOneupdateMany 方法:

await collection.updateOne(
  // 查询条件
  {
    _id: ObjectID('60bc8eb33e941a0a20875e0d')
  }, 

  // 更新表达式选项
  {
    $set: { name: '张三' }
  }
)

查询数据

将某些符合查询条件的数据从 collection 中查找出来,可以使用 find 方法:

const users = await collection.find(
  // 查询条件
  {
    // age 字段值 大于 15
    age: {
      $gt: 15
    }
  }
)

查询结果为游标类型(Cursor),不能直接用 for 循环等遍历,可以使用它的 forEach 方法遍历,或先将它转为数组:

// 用 forEach 方法遍历
users.forEach(user => {
  console.log(user);
})

// 先转为数组后再用 for 循环遍历
const arr = await users.toArray()
for (const item of arr) {
  console.log(item)
}

MongoDB配置用户名和密码进行认证登录

查看目前MongoDB中的所有用户

use admin

show users

创建管理员用户

db.createUser({ user: 'root', pwd: '123456', roles: ["root"]})

重新打开cmd,在mongodb路径的bin目录下,执行

mongod --dbpath=C:\data\db  --auth  (data是安装mongodb创建的数据库文件夹)

你可能感兴趣的:(#,【MongoDB】,koa,nosql,前端,vue,mongodb)