04_数据库

1 Web架构

web总共分为三个部分：

• 客户端
• 服务器
• 数据库

web网站访问过程：

• 客户端向服务器发送请求
• 服务器操作数据库
• 数据库将结果返回给服务器
• 服务器将结果响应给客户端

2 数据库概念

数据库（Database）

• 数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库
• 程序在内存中运行，一旦程序运行结束或者计算机断电，程序运行中的数据都会丢失
• 因此我们需要将一些程序运行的数据保存到硬盘当中，而数据库就是数据持久化的最佳选择
• 简而言之，数据库就是存储数据的仓库

数据库分类

数据库主要分为两种：

• 关系型数据库（RDBMS）
  • MySQL、Oracle、DB2、SQL Server
  • 关系数据库中都是数据表
• 非关系型数据库（NoSQL - Not Only SQL）
  • SQL结构化查询语言
    • 所有关系型数据库都是使用SQL操作
    • 标准化语言，是一门语言
    • 比如W3C规范，是一种标准，由各个厂商实现
    • 每个厂商实现方式不完全一样
    • 标准化虽然可以带来开发和学习成本的简化，但是同时限制了创新的机会
  • MongoDB、Redis
  • 文档数据库MongoDB
  • 键值对数据库

3 MongoDB 简介

• MongoDB是为快速开发互联网Web应用设计的数据库系统
• MongoDB设计目标是极简、灵活、作为Web应用栈的一部分
• MongoDB的数据模型是面向文档的，文档是一种类似于JSON的结构
• 简单来说就是MongoDB数据库存储的是各种各样的JSON
• 增强版的JSON，叫做BSON，可以存储二进制数据，可以认为就是JSON

4 安装MongoDB

下载安装

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

• 偶数版为稳定版，奇数版为开发版
• 对32位系统支持不好，不建议使用32位系统安装
• 从官网下载MongoDB数据库安装包至本地，双击该安装包，根据安装提示一步一步操作，完成数据库的安装。

配置环境变量

• 我的电脑 -> 右键属性 -> 高级系统设置 -> 环境变量 -> 系统环境变量 -> 找到 Path
• 双击Path -> 在弹窗内添加mongodb安装目录D:\Project\MongoDB\Server\5.0\bin-> 点击所有确定保存
• win + R 键打开控制台 -> 输入 mongod -> 没有出现不是内部或外部命令说明可以使用了

5 开启MongoDB服务

• 在命令行工具中运行命令mongo，连接 mongodb，出现 > 说明启动成功
• 默认监听 27017 端口
• 默认端口不要修改，需要修改的话，最大不能超过 65535

数据库（database）

• 数据库服务器
  • 服务器用来保存数据
  • 最新版本默认已启动
• 数据库客户端
  • 客户端用来操作服务器，对数据进行增删改查的操作

6 基本概念

数据库服务器里面可以有多个数据库。

• 数据库（database）
  • 数据库是一个仓库，在仓库中可以存放多个集合
• 集合（collection）
  • 集合类似于数组，在集合中可以存放多个文档
• 文档（document）
  • 数据库中的最小单位，存储和操作的内容都是文档
• 字段
  • 文档中的一条数据，属性名就是字段名
• 数据库和集合都不需要手动创建
  • 当我们创建文档时，如果文档所在的集合或数据库不存在会自动创建

7 安装可视化工具

下载地址：https://www.mongodbmanager.com/download-mongodb-manager-free

8 基本操作

常用命令

• 显示数据库
  • show dbs、show databases
• 进入数据库
  • use test
• 操作数据库
  • db 代表当前数据库
• 显示数据集合
  • show collections

CRUD (增删改查) 操作

• 数据库中插入一个或多个文档
  • db.<集合名>.insert(doc)
  • db.<集合名>.insertOne(doc) 插入一个文档
  • db.<集合名>.insertMany(doc) 插入多个文档
  • 下面两个方法更像是第一个方法的拆分，但是下面两个语义更加清晰
  • 插入文档时，如果没有给文档指定 _id 属性，则数据库会自动为文档添加 _id，可以自己指定 _id
  • 该属性为文档的唯一标识，不可重复，根据时间戳+机器码生成 ObjectId()，确保数据唯一

// 向 test 数据库中 person 集合插入一个新数据 {name:"张三",age:"18"}
db.person.insert({name:"张三", age:"18"});
// 多条数据
db.person.insert([
    {name:"张三", age:"18"},
    {name:"李四", age:"18"},
    {name:"赵五", age:"18"}
]);

• 查询集合中所有符合条件的文档
  • db.<集合名>.find({}) 可以接受一个对象作为条件参数
  • {属性名1:值,属性名2:值} 查询属性是指定值的文档
  • db.<集合名>.findOne({}) 用来查询集合中符合条件的第一个文档
  • db.<集合名>.find({}).count() 查询所有结果的数量
• 修改集合中符合条件的文档
  • db.<集合名>.update({查询条件},{新对象},{配置}) 默认只修改一个
  • db.<集合名>.updateOne({查询条件},{新对象}) 修改一个符合条件的文档
  • db.<集合名>.updateMany({查询条件},{新对象}) 同时修改多个符合条件的文档
  • db.<集合名>.replaceOne({查询条件},{新对象}) 替换一个符合条件的文档
  • 默认使用新对象替换旧对象
  • 如果需要修改指定的属性，而不是替换，需要使用“修改操作符”来完成修改
  • $set 可以修改文档中的指定属性
  • $unset 可以用来删除文档的指定属性

db.person.update({name:"张三"},{
    $set: {
        sex: "男",
        address: "幸福村"
    }
});

// 修改多个
db.person.update(
    {name:"张三"},
    {$set: {
        sex: "男",
        address: "幸福村"
    }},
    {multi: true}
);

db.person.update({name:"张三"},{
    $unset: {
        address: "111"
    }
});

• 删除集合中符合条件的文档
  • db.<集合名>.remove({条件})
    • 删除符合条件的所有文档，第二个参数为 true 只删除一个
    • 条件必须设置，如果没有直接删除所有文档
  • db.<集合名>.deleteOne({条件}) 删除符合条件的一个文档
  • db.<集合名>.deleteMany({条件}) 删除符合条件的多个文档
  • db.<集合名>.drop() 删除集合
  • db.dropDatabase() 删除数据库
• 数据库中数据一般不会真正的删除，所以删除的方法很少调用
  • 一般都是单独添加一个字段，表示数据是否删除
  • 这种删除只是程序上的删除，不是物理删除
  • 不建议使用物理删除，因为删除之后无法找回
• 文档的属性值可以是一个文档，当一个文档的属性值是一个文档时，我们称这个文档叫做内嵌文档

其他方法

• skip((页码-1)*每页显示条数).limit(显示条数)
• limit() 用于设置显示数据的上限
• skip() 用于跳过指定数量的数据
• sort() 需要传递一个对象指定排序规则，1 为升序，-1 为降序
  • db.user.find({}).sort({_id:1,name:-1})
  • db.user.find({},{name:1,_id:0})
• $gt 大于
• $gte 大于等于
• $lt 小于
• $lte 小于等于

9 练习作业

• 进入 user_manage 数据库
• 向数据库中的 users 集合中插入文档
• 文档的内容包含用户名、密码、年龄、爱好、邮箱、是否删除

10 文档关系

• 一对一（one to one）
  • 夫妻（一个丈夫对应一个妻子）
  • 可以使用内嵌文档的方式体现
• 一对多（one to many）/ 多对一（many to one）
  • 用户 - 银行卡
  • 用户 - 订单
  • 可以通过内嵌文档的方式体现
  • 通过单个字段实现关联
• 多对多（many to many）
  • 分类 - 商品
  • 老师 - 学生
  • 添加字段值为数组

11 插件操作数据库

• 大部分使用程序来完成数据库操作
• Mongoose 让我们可以通过 Node 操作 MongoDB 模板
• Mongoose 是对象文档模型（ODM）库，对原生的模块进行了封装，提供了更多的功能

Mongoose 优势

官方地址：http://www.mongoosejs.net/

• 可以为文档创建一个模式结构（Schema）
• 可以对模型中的对象/文档进行验证
• 数据可以通过类型转换转换为对象
• 可以使用中间件来应用业务逻辑挂钩
• 比 Node 原生的 MongoDB 驱动更容易

使用 Mongoose

• 使用 npm install mongoose命令下载
• 使用 const mongoose = require('mongoose'); 引入 mongoose
• 使用 mongoose.connect('mongodb://localhost/user_manage');
  • 如果使用默认端口号（27017），可以省略不写
• 监听 MongoDB 数据库的连接状态
  • mongoose 对象中有一个 connection 属性，表示数据库连接
  • 通过监视该对象，可以来监听数据库的连接与断开
  • mongoose.connection.once('open',function(){}) 数据库连接成功事件
  • mongoose.connection.once('close',function(){}) 数据库连接断开事件
• 使用 mongoose.disconnect() 断开数据库连接（一般不使用）
  • 一般只需要连接一次，连接一次以后，除非停止服务器，否则连接不会断开

Mongoose 对象

• Schema（模式对象）
  • 定义约束了数据库中的文档结构
• Model
  • Model 对象作为集合中的所有文档表示
  • 相当于 MongoDB数据库中的集合collection
• Document
  • 表示集合中的具体文档

Schema 对象

const Schema = mongoose.Schema;
// 创建 Schema（模式）对象
let stuSchema = new Schema({
    name: String,
    age: Number,
    sex: {
        type: String,
        default: '男'
    },
    address: String
});
// 通过 Schema 来创建 Model
// Model 代表的是数据库中的集合，通过 Model 才能对数据库进行操作
// mongoose.model(modelName, Schema);
// modelName 是要映射的集合名
// mongoose 会自动将集合名变成复数
let StuModel = mongoose.model('student', stuSchema);

// 向数据库中插入一个文档
// StuModel.create(doc, function(err){});
StuModel.create({
    name: '孙悟空',
    age: 18,
    sex: '男',
    address: '花果山'
}, function(err){
    if(!err){
        console.log('插入成功');
    }
});

Model 方法

• Model.create(doc(s), [callback]) 创建一个或多个文档并添加到数据库中
  • doc(s) 可以是一个文档对象，也可以是一个对象数组
  • callback 操作完成以后调用的回调函数

StuModel.create({
    name: '孙悟空',
    age: 18,
    sex: '男',
    address: '花果山'
}, function(err){
    if(!err){
        console.log('插入成功');
    }
});

• Model.find(conditions, [projection], [options], [callback]) 查询所有符合条件的文档
• Model.findById(id, [projection], [options], [callback]) 根据文档id属性查询文档
• Model.findOne([conditions], [projection], [options], [callback]) 查询符合条件的第一个文档
  • conditions 查询条件
  • projection 投影 需要获取的字段
    • 两种方式
    • {name: 1, _id: 0}
    • "name age -_id"
  • options 查询选项（skip limit）
  • callback 回调函数。查询结果结果会通过回调函数返回，参数必选，不传没有返回值
    • 通过 find() 查询的结果，返回的对象就是 Document，文档对象
    • Document 对象是 Model 的实例
    • doc instanceof StuModel

StuModel.find({ name: '孙悟空' }, { name: 1, _id: 0 }, { skip: 2, limint: 10 }, function (err, docs) {
    if (!err) {
        console.log(docs);
    }
});

• Model.update(conditions, doc, [options], [callback])
• Model.updateMany(conditions, doc, [options], [callback])
• Model.updateOne(conditions, doc, [options], [callback])
  • 修改一个或多个文档
  • conditions 查询条件
  • doc 修改后的对象
  • options 配置参数
  • callback 回调函数
• Model.replaceOne(conditions, doc, [options], [callback])

StuModel.updateOne({ name: '张三' }, { $set: { age: 20 } }, function (err) {
    if (!err) {
        console.log('修改成功');
    }
});

• Model.remove(conditions, [callback])
• Model.deleteOne(conditions, [callback])
• Model.deleteMany(conditions, [callback])
  • 删除一个或多个文档
  • conditions 查询条件
  • callback 回调函数

StuModel.remove({ name: '张三' }, function (err) {
    if (!err) {
        console.log('删除成功');
    }
});

• Model.count(conditions, [callback])
  • 统计文档的数量

Model.count({ name: '张三' }, function (err, count) {
    if (!err) {
        console.log(count);
    }
});

Document 对象

• Document 和集合中的文档一一对应，Document 是 Model 的实例
• 通过 Model 查询到的结果都是 Document
• Model#save([options], [fn]) 保存文档对象

// 创建一个Document
let stu = new StuModel({
    name: '孙悟空',
    age: 18,
    sex: '男',
    address: '花果山'
});

// Document 方法
stu.save(function(err){
    if(!err){
        console.log('插入成功');
    }
});

StuModel.findOne({}, function (err, doc) {
    if (!err) {
        console.log(doc);
        // 修改方式1
        doc.update({$set:{age:20}},function(err){
            if(!err){
                console.log('修改成功');
            }
        })
        // 修改方式2
        doc.age = 20;
        doc.save();
        // 删除
        doc.remove(function(err){
            if(!err){
                console.log('删除成功');
            }
        });
        // 获取属性值
        console.log(doc.get('age'));
        console.log(doc.age);
        // 设置属性值
        doc.set('name', '张小三');
        doc.name = '张小三';
        // 获取 _id 值
        doc._id
    }
});

模块化连接

• 定义一个模块连接数据库

// tools/conn_mongo.js
const mongoose = require('mongoose');
mongoose.connect('mongodb://localhost/user_manage');
mongoose.connection.once('open', function () {
    console.log('数据库连接成功');
})

// index.js
require('./tools/conn_mongo');

• 定义一个模块，操作 Student 模型

// models/student.js
const mongoose = require('mongoose');
const Schema = mongoose.Schema;
const stuSchema = new Schema({
    name: String,
    age: Number,
    sex: {
        type: String,
        default: '男'
    },
    address: String
});
// 定义模型
const StuModel = mongoose.model('student', stuSchema);
module.exports = StuModel;

// index.js
let stu = require('./models/student');
stu.find({}, function(err, docs){
    if(!err){
        console.log(docs);
    }
})