MongoDB之bson的介紹

轉自：https://blog.csdn.net/zengxiaosen/article/details/54908248

MongoDB之bson的介紹

 

1. 什么是bson

BSON是一種類json的一種二進制形式的存儲格式，簡稱Binary JSON，它和JSON一樣，支持內嵌的文檔對象和數組對象，但是BSON有JSON沒有的一些數據類型，如Date和BinData類型。

BSON可以做為網絡數據交換的一種存儲形式，這個有點類似於Google的Protocol Buffer，但是BSON是一種schema-less的存儲形式，它的優點是靈活性高，但它的缺點是空間利用率不是很理想，

BSON有三個特點：輕量性、可遍歷性、高效性

{“hello":"world"} 這是一個BSON的例子，其中"hello"是key name，它一般是cstring類型，字節表示是cstring::= (byte*) "/x00" ,其中*表示零個或多個byte字節，/x00表示結束符;后面的"world"是value值，它的類型一般是string,double,array,binarydata等類型。

 

2. bson在MongoDB中的使用

MongoDB使用了BSON這種結構來存儲數據和網絡數據交換。把這種格式轉化成一文檔這個概念(Document)，因為BSON是schema-free的，所以在MongoDB中所對應的文檔也有這個特征，這里的一個Document也可以理解成關系數據庫中的一條記錄(Record)，只是這里的Document的變化更豐富一些，如Document可以嵌套。

MongoDB以BSON做為其存儲結構的一種重要原因是其可遍歷性。

 

3. 幾個BSON的例子

3.1 一個Document的BSON表示：

 

{
title:"MongoDB",
last_editor:"192.168.1.122",
last_modified:new Data("27/06/2011"),
body:"MongoDB introduction",
categories:["Database","NoSQL","BSON"],
revieved:false
}

 

 

這是一個簡單的BSON結構體，其中每一個element都是由key/value對組成的

3.2 一個嵌套的例子

 

{
name:"lemo",
age:"12",
address:{
city:"suzhou",
country:"china",
code:215000
}
scores:[
{"name":"english","grade:3.0},
{"name":"chinese","grade:2.0}
]
}

 

 

這是一種相對復雜點的例子，其中包括了地址對象和分數對象數組，這里使用了嵌套文檔對象與文檔對象數據來表示單個學生的信息，這種嵌套的文檔結構要使用關系數據庫來做是比較復雜的。

 

4. BSON c++ 代碼分析

MongoDB源代碼樹中包括了BSON的代碼庫，你只要包含bson.h這個頭文件就行了，其中有四個類是比較重要的：

 

* mongo::BSONObj，這個是BSON對象的表示
* mongo::BSONElement，這個是BSON對象中元素的表示方法
* mongo::BSONObjBuilder,這是構建BSON對象的類
* mongo::BSONObjIterator，這是用來遍歷BSON對象中每一個元素的一個迭代器

 

 

 

下面是創建一個BSON對象

 

BSONObjBuilder b;
b.append("name","lemo"),
b.append("age",23);
BSONObj p = b.obj();

 

 

 

或者

 

BSONObj p = BSONObjBuilder().append("name","lemo").append("age",23).obj();

 

 

或者用流的方法來

 

BSONObjBuilder b;
b << "name" << "lemo" << "age" << 23;
BSONObj p = b.obj();

 

 

 

或者用宏來創建一個對象

 

BSONObj p = BSON( "name" << "Joe" << "age" << 33 );

 

 

這里分析一下這四個類的一些代碼：

mongo::BSONObj主要是用於存儲BSON對象的，具體的存儲格式如下

 

     <unsigned totalSize> {<byte BSONType><cstring FieldName><Data>}* EOO
        --------------------              -------------                -----------------               ----           ---
totalSize: 一個總的字節長度，包含自身
BSONType: 對象類型,這里有Boolean,String,Date等類型，具體可以參考bsontypes.h這個文件
FieldName: 這里表示字段名
Data: 這里是放具體的數據，數據的存儲方式根據不同的BSONType來
* : 表示可以有多個元素組成
EOO: 這是一個結束符，一般是/x00來表示

 

 

一般來說，BSONObj的創建都是通過BSONObjBuilder來做的，除非你已經得到了其字節流，那可以直接生成BSONObj

 

mongo::BSONElement 它主要是用於存儲對象中的單個元素，存儲格式如下

 

<type><fieldName><value>

 

 

這個對象主要是指向BSONObj對象中具體元素的地址，它不實際存儲元素的值。

 

mongo::BSONObjBuilder 它主要是用於生成BSONObj，這個對象集成了StringBuilder,它主要用於存儲實際的字節點，用於替換std::stringstream，而這個StringBuilder集成了BufBuilder,這是一個可以動態增長內存緩沖區，但最大容量不能超過64MB的大小，也就是說一個BSONObj最大不能超過64MB。

 

mongo::BSONOBjIterator 它主要是用來遍歷BSONObj對象中的每一個元素，提供了類似於stl iterator的一些接口，它還提供了一個ForEach宏來提供更方便的操作，如

 

if (foo) {
           BSONForEach(e, obj)
               doSomething(e);
       }