2020 September 05 Web开发

Nodejs后端开发(二)-MongoDB数据库

数据库概述及环境搭建

  1. 为什么要使用数据库
    1. 动态网站中的数据都是存储在数据库中的
    2. 数据库可以用来持久存储客户端通过表单收集的用户信息
    3. 数据库软件本身可以对数据进行高效的管理
  2. 什么是数据库
    1. 数据库即存储数据的仓库，可以将数据进行有序的分门别类的存储。
    2. 它是独立于语言之外的软件，可以通过该软件开放的API去操作它。
    3. 常见的数据库软件有：mysql、mongoDB、oracle。
  3. 为什么选择mongoDB？
    1. 因为mongoDB这款数据库（软件）开放的API也是Javascript语法，跟node.js一样
    2. 在数据库中存储的都是json对象格式
    3. mongoDB对于Nodejs开发更加友好
    4. mysql对于php开发人员更适合，Nodejs也可以操作mysql
  4. MongoDB数据库下载安装
    1. 下载地址：https://www.mongodb.com/download-center/community
    2. 根据当前的操作系统类型下载相应的安装包-安装(window环境下安装)
    3. Mac环境下安装:(使用 brew 安装,不需要下载)

      1. 执行安装命令：

         brew tap mongodb/brew
 brew install mongodb-community@4.4
        1. @ 符号后面的 4.4 是最新版本号。
      2. 安装后信息：
        1. 配置文件：/usr/local/etc/mongod.conf
        2. 日志文件路径：/usr/local/var/log/mongodb
        3. 数据存放路径：/usr/local/var/mongodb
      3. 运行 MongoDB
        1. 我们可以使用 brew 命令或 mongod 命令来启动服务。

          1. brew 启动：

             brew services start mongodb-community@4.4

          2. brew 停止

             brew services stop mongodb-community@4.4
        2. mongod 命令后台进程方式启动：

          1. 启动

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

          2. 这种方式启动要关闭可以进入 mongo shell 控制台来实现：

             > db.adminCommand({ "shutdown" : 1 })
  5. MongoDB可视化软件
    1. MongoDB可视化操作软件，是使用图形界面操作数据库的一种方式。
    2. 下载MongoDB Compass可视化操作软件：
      1. 在上面的MongoDB下载地址中，点击Tools，选择MongoDB Compass，下载，然后安装
    3. 操作数据库的方式：
      1. 通过Node.js调用数据库提供的API，数据库软件反馈操作结果
      2. 通过可视化界面操作数据库，数据库通过界面反馈操作结果
  6. 数据库相关概念

    1. 在一个数据库软件中可以包含多个数据仓库，在每个数据仓库中可以包含多个数据集合，每个数据集合中可以包含多条文档（具体的数据）。

       术语             解释说明
 database        数据库，mongoDB数据库软件中可以建立多个数据库
 collection      集合，一组数据的集合，可以理解为JavaScript中的数组
 document        文档，一条具体的数据，可以理解为JavaScript中的对象
 field           字段，文档中的属性名称，可以理解为JavaScript中的对象属性

使用图形化界面MongoDB Compass操作数据库

  1. 打开MongoDB Compass软件
  2. 有3个列选项
    1. New Connection
    2. Favorites
    3. Recents
  3. New Connection
    1. 该页面的作用是通过这个MongoDB Compass软件去连接电脑中的数据库
  4. 连接数据库
    1. windows下，启动MongoDB软件，然后打开MongoDB Compass软件点击连接即可
    2. Mac下，终端执行brew services start mongodb-community启动MongoDB，然后打开MongoDB Compass软件点击连接即可
  5. 连接之后数据库MongoDB有默认的三个仓库
    1. admin
    2. config
    3. local

使用Node.js操作数据库

  1. 使用Node.js操作MongoDB数据库需要依赖Node.js第三方包mongoose
    1. cd到项目根目录下，执行npm init -y初始化package.json文件
    2. npm install mongoose命令下载mongoose
  2. 启动MongoDB
    1. windows：在命令行工具中运行net start mongoDB即可启动MongoDB，否则MongoDB将无法连接。
    2. mac：使用brew services start mongodb-community启动MongoDB
  3. 停止MongoDB
    1. windows： 执行net stop mongoDB
    2. mac：执行brew services stop mongodb-community
  4. 数据库连接

    1. 使用mongoose提供的connect方法即可连接数据库。

       const mongoose = require('mongoose');
 mongoose.connect('mongodb://localhost/playground',{useNewUrlParser: true,useUnifiedTopology: true})
 .then(() => console.log('数据库连接成功'))
 .catch(err => console.log('数据库连接失败', err));
      1. connect:参数
        1. url:
          1. 参数数据库的地址，使用的协议为mongodb协议
          2. localhost/：数据库地址
          3. playground： 要连接的数据库的名字
        2. 参数2：默认传参

    2. 停止连接：ctrl+c

  5. 创建数据库
    1. 在MongoDB中不需要显式创建数据库，如果正在使用的数据库不存在，MongoDB会自动创建。

总结

  1. MongoDB是一个数据库软件
  2. Mac环境下可以通过命令行安装，windows下直接安装数据库软件
  3. MongoDB数据库软件是依赖于电脑的操作系统的，不依赖于项目
  4. 操作MongoDB软件可以通过2种方式
    1. 数据库可视化软件MongoDB Compass
    2. Node.js提供的API
  5. 注意：操作数据库之前需要先启动数据库，mac下通过命令行brew services start mongodb-community启动，windows下通过命令行net start mongoDB启动

MongoDB增删改查操作

创建集合

  1. 创建集合分为两步，
    1. 对集合设定规则: 规定这个集合中的文档要拥有哪些字段，以及字段类型
    2. 创建集合，创建mongoose.Schema构造函数的实例即可创建集合。

  2. 代码举例：

     // 设定集合规则
 const courseSchema = new mongoose.Schema({
     name: String, 
     author: String, 
     isPublished: Boolean
 });
 // 创建集合并应用规则
 const Course = mongoose.model('Course', courseSchema); // courses
  3. mongoose.model方法注意：
    1. 第一个参数是集合名称，而且该名称首字母必须大写
    2. 但是实际上mongoose在数据库中创建的集合名称是courses(首字母小写的复数)
    3. 第二个参数是集合规则
    4. 该方法的返回值其实是一个集合的构造函数，就相当于一个类，即集合就是一个类，一个构造函数
    5. 可以使用这个构造函数对集合中的数据进行操作

创建文档

  1. 创建文档实际上就是向集合中插入数据。
  2. 分为两步：
    1. 创建集合实例。

    2. 调用实例对象下的save方法将数据保存到数据库中。

       // 通过集合构造函数，创建集合实例 
 const course = new Course({
     name: 'Node.js course', 
     author: 'coderzhong', 
     tags: ['node', 'backend'], 
     isPublished: true
 });
        
 // 将数据保存到数据库中 
 course.save();
  3. 创建文档的第二种方式
    1. 上面的方式是通过集合构造函数传参创建文档并保存的。
    2. 下面是第二种方式

      1. 写法一：

         Course.create({name: 'JavaScript基础', author: 'coderzhong', isPublish: true}, (err, doc) => { 
     // 错误对象 
     console.log(err);
     // 当前插入的文档 
     console.log(doc);
 });

      2. 写法二：

         Course.create({name: 'JavaScript基础', author: 'coderzhong, isPublish: true}) 
 .then(doc => console.log(doc));
 .catch(err => console.log(err));

代码举例：

const mongoose = require('mongoose');
// 1. 创建一个数据库playground
mongoose.connect('mongodb://localhost/playground',{useNewUrlParser: true,useUnifiedTopology: true})
.then(() => console.log('数据库连接成功'))
.catch(err => console.log('数据库连接失败', err));

// 2. 在数据库playground下创建一个集合counrses
// 2.1 设定集合规则
const courseSchema =new mongoose.Schema({
    name: String,
    author: String,
    isPublished:Boolean
});

// 2.2 创建集合并应用规则,返回构造函数
const Course = mongoose.model('Course',courseSchema);

// 3. 创建集合实例，并保存文档数据
// 3.1 创建集合
const course = new Course({
    name: 'Node.js course', 
    author: 'coderzhong', 
    tags: ['node', 'backend'], 
    isPublished: true
});

// 3.2 将数据保存到数据库中 
course.save();

/**
 * 以上3步之后，就可以通过数据库可视化工具MongoDB Compass，查看当前系统中所有的数据库
 * 会发现有一个playground数据库，改数据库下面有一个courses集合
 * courses集合下面有一条文档数据
 */

mongoDB数据库导入数据

  1. 将现成的数据导入的数据库中
    1. 执行命令：mongoimport –d (要导入)数据库名称 –c (要导入)集合名称 --file 要导入的数据文件
  2. 注意：
    1. windows下终端不识别mongoimport命令，需要配置环境变量;mac环境下可以直接使用
    2. 找到mongodb数据库的安装目录，将安装目录下的bin目录放置在环境变量中。
    3. 打开系统高级设置，在系统环境变量下新建，然后将bin路径复制进去，然后添加即可，才能使用mongoimport命令

  3. 举例：

     mongoimport -d playground -c users --file /Users/mac/Desktop/H555/11-16\ 前后端交互/11-13node+express/day03/code/database/user.json
  4. 导入成功之后，可以通过MongoDB Compass刷新查看导入的数据库

查询文档

// 根据条件查找文档（条件为空则查找所有文档）
Course.find().then(result => console.log(result));
// 根据条件查找文档,查询一条数据
Course.findOne({name: 'node.js基础'}).then(result => console.log(result));
// 匹配大于 小于
User.find({age: {$gt: 20, $lt: 50}}).then(result => console.log(result));
// 匹配包含：hobbies字段是一个数组，该数组包含['敲代码']这个数组元素
User.find({hobbies: {$in: ['敲代码']}}).then(result => console.log(result));
// 选择要查询的字段：查询结果的列表中只包含name email这两个字段, -id不包含id字段，字段前加负号就是非的意思
User.find().select('name email -id').then(result => console.log(result));
// 将数据按照年龄进行排序，这个是升序.sort('-age')是降序
User.find().sort('age').then(result => console.log(result));
// skip 跳过多少条数据 limit 限制查询数量
User.find().skip(2).limit(2).then(result => console.log(result))

删除文档

// 删除单个 
Course.findOneAndDelete({}).then(result => console.log(result))
// 删除多个
User.deleteMany({}).then(result => console.log(result))

更新文档

// 更新单个 
User.updateOne({查询条件}, {要修改的值}).then(result => console.log(result))
// 更新多个
User.updateMany({查询条件}, {要更改的值}).then(result => console.log(result))

代码举例：

// 引入mongoose第三方模块 用来操作数据库
const mongoose = require('mongoose');
// 数据库连接
mongoose.connect('mongodb://localhost/playground', { useNewUrlParser: true})
// 连接成功
.then(() => console.log('数据库连接成功'))
// 连接失败
.catch(err => console.log(err, '数据库连接失败'));

// 创建集合规则
const userSchema = new mongoose.Schema({
    name: String,
    age: Number,
    email: String,
    password: String,
    hobbies: [String]
});

// 使用规则创建集合
const User = mongoose.model('User', userSchema);

// 查询用户集合中的所有文档
// User.find().then(result => console.log(result));
// 通过_id字段查找文档
// User.find({_id: '5c09f267aeb04b22f8460968'}).then(result => console.log(result))

// findOne方法返回一条文档 默认返回当前集合中的第一条文档
// User.findOne({name: '李四'}).then(result => console.log(result))
// 查询用户集合中年龄字段大于20并且小于40的文档
// User.find({age: {$gt: 20, $lt: 40}}).then(result => console.log(result))
// 查询用户集合中hobbies字段值包含足球的文档
// User.find({hobbies: {$in: ['足球']}}).then(result => console.log(result))
// 选择要查询的字段
// User.find().select('name email -_id').then(result => console.log(result))
// 根据年龄字段进行升序排列
// User.find().sort('age').then(result => console.log(result))
// 根据年龄字段进行降序排列
// User.find().sort('-age').then(result => console.log(result))
// 查询文档跳过前两条结果 限制显示3条结果
User.find().skip(2).limit(3).then(result => console.log(result))

// 查找到一条文档并且删除
// 返回删除的文档
// 如何查询条件匹配了多个文档 那么将会删除第一个匹配的文档
// User.findOneAndDelete({_id: '5c09f267aeb04b22f8460968'}).then(result => console.log(result))
// 删除多条文档
User.deleteMany({}).then(result => console.log(result))

//更新集合中的文档（更新查到的第一条）
// User.updateOne({name: '李四'}, {age: 120, name: '李狗蛋'}).then(result => console.log(result))
// 更新集合中的文档（更新多个）
User.updateMany({}, {age: 56}).then(result => console.log(result))

mongoose验证

  1. 在创建集合规则时，可以设置当前字段的验证规则，验证失败就则输入插入失败。

  2. 就是规定插入一个文档时传入字段时的规则：是否必传、字段长度等

     required: true 必传字段
 minlength：3 字符串最小长度 
 maxlength: 20 字符串最大长度 
 min: 2 数值最小为2 
 max: 100 数值最大为100 
 enum: ['html', 'css', 'javascript', 'node.js'] 枚举，只能传规定的枚举值
 trim: true 去除字符串两边的空格 
 validate: 自定义验证器 
 default: 默认值，给该字段设置一个默认值
  3. 获取错误信息：error.errors['字段名称'].message

  4. 代码举例：

     // 引入mongoose第三方模块 用来操作数据库
 const mongoose = require('mongoose');
 // 数据库连接
 mongoose.connect('mongodb://localhost/playground', { useNewUrlParser: true})
 // 连接成功
 .then(() => console.log('数据库连接成功'))
 // 连接失败
 .catch(err => console.log(err, '数据库连接失败'));
    
 const postSchema = new mongoose.Schema({
 title: {
     type: String,
     // 必选字段
     required: [true, '请传入文章标题'],
     // 字符串的最小长度
     minlength: [2, '文章长度不能小于2'],
     // 字符串的最大长度
     maxlength: [5, '文章长度最大不能超过5'],
     // 去除字符串两边的空格
     trim: true
 },
 age: {
     type: Number,
     // 数字的最小范围
     min: 18,
     // 数字的最大范围
     max: 100
 },
 publishDate: {
     type: Date,
     // 默认值
     default: Date.now
 },
 category: {
     type: String,
     // 枚举 列举出当前字段可以拥有的值
     enum: {
         values: ['html', 'css', 'javascript', 'node.js'],
         message: '分类名称要在一定的范围内才可以'
     }
 },
 author: {
 type: String,
     validate: {
         validator: v => {
             // 返回布尔值
             // true 验证成功
             // false 验证失败
             // v 要验证的值
             return v && v.length > 4
         },
         // 自定义错误信息
         message: '传入的值不符合验证规则'
         }
     }
 });
    
 const Post = mongoose.model('Post', postSchema);
 Post.create({title:'aa', age: 60, category: 'java', author: 'bd'})
 .then(result => console.log(result))
 .catch(error => {
     // 获取错误信息对象
     const err = error.errors;
     // 循环错误信息对象
     for (var attr in err) {
         // 将错误信息打印到控制台中
         console.log(err[attr]['message']);
     }
 })

集合关联

  1. 通常不同集合的数据之间是有关系的，例如文章信息和用户信息存储在不同集合中，但文章是某个用户发表的，要查询文章的所有信息包括发表用户，就需要用到集合关联。
  2. 集合关联使用步骤
    1. 使用id对集合进行关联
    2. 使用populate方法进行关联集合查询

  3. 集合关联实现

     // 用户集合
 const User = mongoose.model('User', new mongoose.Schema({ name: { type: String } })); 
 // 文章集合 
 const Post = mongoose.model('Post', new mongoose.Schema({
 title: { type: String },
 // 使用ID将文章集合和作者集合进行关联
 author: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: 'User' } 
 })); 
 //联合查询 
 Post.find()
 .populate('author')
 .then((err, result) => console.log(result));

  4. 代码举例：

     // 引入mongoose第三方模块 用来操作数据库
 const mongoose = require('mongoose');
 // 数据库连接
 mongoose.connect('mongodb://localhost/playground', { useNewUrlParser: true})
 // 连接成功
 .then(() => console.log('数据库连接成功'))
 // 连接失败
 .catch(err => console.log(err, '数据库连接失败'));
    
 // 用户集合规则
 const userSchema = new mongoose.Schema({
     name: {
         type: String,
         required: true
     }
 });
 // 文章集合规则
 const postSchema = new mongoose.Schema({
     title: {
         type: String
     },
     author: {
         type: mongoose.Schema.Types.ObjectId,
         ref: 'User'
     }
 });
 // 用户集合
 const User = mongoose.model('User', userSchema);
 // 文章集合
 const Post = mongoose.model('Post', postSchema);
    
 // 创建用户
 // User.create({name: 'itheima'}).then(result => console.log(result));
 // 创建文章
 // Post.create({titile: '123', author: '5c0caae2c4e4081c28439791'}).then(result => console.log(result));
 //查询
 Post.find().populate('author').then(result => console.log(result))

mongoDB数据库添加账号

  1. 如何为mongoDB数据库添加登录账号？
    1. 上面讲到只要数据库启动，通过代码、mongoDB Compass可视化工具就可以直接连接打开数据库，进行操作了，这是mongoDB数据库的一种默认行为，那么实际上是很危险的，那么如何为数据库添加登录账号，只有特定的人才能登陆操作呢？
    2. 公司内部有专门的的数据库管理人员，拥有超级管理员账号，可以对所有数据库进行操作。开发人员对数据库有普通的账号，只能操作部分数据库功能
    3. mongoDB必须先创建超级管理员账号，然后创建普通账号
  2. 创建账号的步骤（通过命令行执行）
    1. 以系统管理员的方式运行powershell(一个命令行工具,windows下使用)
    2. 连接数据库 mongo
    3. 查看数据库 show dbs
    4. 切换到admin数据库(默认的数据库) use admin
    5. 创建超级管理员账户 db.createUser({user:'root',pwd:'1234',roles:['root']})
    6. 切换到blog数据 use blog
    7. 创建普通账号 db.createUser({user:'itcoder',pwd:'1234',roles:['readWrite']})
    8. 退出数据库：exit
    9. 卸载原有的mongodb服务
      1. 停止服务 net stop mongodb (woindows下使用，mac下用brew停止服务)
      2. mongod --remove

    10. 创建mongodb服务（windows下操作）

      //指定：日志输出路径、数据库的存储目录、install 创建、验证
mongod --logpath="C:\Program Files\MongoDB\Server\4.1\log\mongod.log" --dbpath="C:\ProgramFiles\MongoDB\Server\4.1\data" --install –-auth
    11. 启动mongodb服务 net start mongodb (woindows下使用，mac下用brew)

    12. 在项目中通过代码使用账号、密码连接数据库

      //格式 用户名:密码@域名/数据库名称
mongoose.connect('mongodb://user:pass@localhost:port/database')

    13. 代码示例：js文件

      // 引入mongoose第三方模块
const mongoose = require('mongoose');
// 连接数据库，27017是默认端口号，可以不写
mongoose.connect('mongodb://itcast:1234@localhost:27017/blog', {useNewUrlParser: true })
.then(() => console.log('数据库连接成功'))
.catch(() => console.log('数据库连接失败'))

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