昨天搭建完畢 MongoDB 集群 后，開始計划了解 MongoDB ，並引入使用場景，這里介紹一下學習過程中的一些筆記，幫助讀者快速了解 MongoDB 並使用 C# 對其進行編碼。
淺入 MongoDB
MonogoDB 是什么
MongoDB 是 NoSQL 型數據庫，主要特征是存儲結構化數據，MongoDB 是基於分布式文件存儲的開源數據庫系統。
結構化數據
以往我們使用 Mysql、SqlServer 等數據庫，數據都是一條條的。MongoDB 的結構化數據正是區別於這種列-行式的數據。
結構化數據具有層級關系：
例如：
{
name: "MongoDB",
type: "database",
count: 1,
info: {
x: 203,
y: 102
}
}
MongoDB 與關系型數據庫
由於 MongoDB 中，沒有表、行、列，因此初學 MongoDB 時可能會有困擾，這里給出一些 MongoDB 與 普通SQL數據庫對應的術語。
| SQL術語/概念 | MongoDB術語/概念 | 解釋/說明 |
|---|---|---|
| database | database | 數據庫 |
| table | collection | 數據庫表/集合 |
| row | document | 數據記錄行/文檔 |
| column | field | 數據字段/域 |
| index | index | 索引 |
| table joins | 非關系型數據庫，表與表之間沒關系 | |
| primary key | primary key | 主鍵,MongoDB自動將_id字段設置為主鍵 |
資料來源：https://www.runoob.com/mongodb/mongodb-databases-documents-collections.html
MongoDB 入門命令
使用 mongo 進入 MongoDB shell 后，可使用命令(相當於SQL)執行操作。
注： MongoDB 中，有一個自動的 _id 字段，此字段 MongoDB 自動設置為主鍵並自動生成值。
顯示所有數據庫(包含系統數據庫)：
show dbs
當前正在操作的數據庫或集合：
db
連接到指定數據庫：
use {數據庫名稱}
顯示所有集合：
show collections
# 或
show tables
查看集合中的所有文檔：
# MyCollection 是集合名稱
db.getCollection("MyCollection").find()
db.getCollection("MyCollection").find().limit(1000).skip(0)
可能你不信，筆者百度了很久，第一頁沒找到一篇合適的友好的 "mongoDB 查看集合中的所有文檔"，特別是 CSDN 的垃圾文真的多。建議別瞎折騰了，去下一個 Navicat Premium，操作的時候，底部會提示所用的命令。
另外 MongoDB 有很多實用工具：https://docs.mongodb.com/tools/
文檔
MongoDB 中的文檔(Document)即關系型數據庫中的一條記錄(row)、一行數據。
但， MongoDB 中，一個集合(Collection-Table)中，是不需要具有相同字段的。例如：
A 文檔：
{
name: "MongoDB",
type: "database",
count: 1,
info: {
x: 203,
y: 102
}
}
B 文檔：
{
name: "MongoDB",
typeName: "database",
dataCount: 1,
dataInfo: {
m: 203,
n: 102
}
}
.NET Core 示例
我們從一個基礎模板開始。
創建一個控制台程序，打開 Nuget 搜索並安裝 MongoDB.Driver。
var client = new MongoClient("mongodb://{MongoDB}:27017");
IMongoDatabase database = client.GetDatabase("Test");
集合
可以通過 CreateCollection() 或 CreateCollectionAsync() 創建一個集合，跟普通數據庫不同的是，創建集合時是不需要指定結構的，只需要指定名稱即可：
await database.CreateCollectionAsync("Test");
獲取集合
GetCollection() 函數可以讓我們獲取到集合，如果集合不存在，則會自動創建。
IMongoCollection<TDocument> GetCollection<TDocument>()
由於同一個集合可以有不同字段和字段類型的文檔，因此幾個文檔如果有所差別，是很難統一起來的，例如：
(N/A) 代表此文檔沒有這個字段；如果一個文檔有 10 個字段，另一個文檔有 8 個字段，但是兩者的字段完全不同時，要合並起來來，就有 18 個字段了。很明顯，不應該匯集在一起，而是應該使用強類型對其 ”歸檔“ 。
創建兩個類，分別為 Test1，Test2，其內容如下：
public class Test1
{
public string Name { get; set; }
}
public class Test2
{
public string DataType { get; set; }
}
以兩種文檔類型獲取集合：
var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
var collection2 = database.GetCollection<Test2>("Test");
這個獲取集合的意思是，獲取此集合中這類格式的文檔的操作能力。
往集合中插入數據：
collection1.InsertOne(new Test1 { Name = "Test1" });
collection2.InsertOne(new Test2 { DataType = "Test2" });
// await collection.InsertOneAsync(object);
啟動，查看結果。
InsertMany() 可以插入批量數據：
Test1[] datas = new Test1[]
{
new Test1 { Name = "Test1" }
};
collection1.InsertMany(datas);
統計數量
獲取集合中所有的文檔數：
collection1.CountDocuments(new BsonDocument())
// await collection1.CountDocumentsAsync(new BsonDocument());
任意一個文檔集合對象，使用 CountDocuments(new BsonDocument()) 都是獲得此集合的所有文檔數，而不是此類型的文檔數。例如：
var collection1 = database.GetCollection<Test1>("Test");
collection1.CountDocuments(new BsonDocument())
獲取的並不是 Test1 類型的文檔數量，而是整個集合所有文檔的數量。
原因是，CountDocuments() 是一個過濾器函數，可以使用指定條件來篩選符合條件的文檔的數量。指定條件后面會介紹。
查詢
MongoDB 的查詢並不像 LInq 中的表達式，基礎了 IEnumerable或 IEnumerable<T> 接口，因此驅動沒有 Where、Select 這種表達式的查詢方法。
Find() 函數是查詢函數，里面可以添加豐富的表達式，來篩選文檔，當數據加載到本地內存后，即可使用豐富的表達式。
BsonDocument 是一個類型，代表了要查詢的文檔篩選條件，如果 BsonDocument 對象沒有添加任何屬性，則代碼沒有篩選參數，則默認所有文檔都符號條件。
我們把 Test1 和 Test2 類型，都加上一個屬性：
public ObjectId _id { get; set; }
不然會報格式化錯誤：System.FormatException
如何序列化文檔
document 是文檔對象， JsonSerializer 是 System.Text.Json 的靜態類。
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(document));
查詢第一條記錄
var document = collection1.Find(new BsonDocument()).FirstOrDefault();
不加條件可能導致的問題
以下代碼會導致程序報錯：
var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();
foreach(var item in documents)
{
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(item));
}
因為 collection1 是標記為 Test1 的文檔集合；但是 .Find(new BsonDocument()) 是查詢集合中的所有文檔，因此獲取到 Test2。
但是 Test2 是不能轉為 Test1 的，因此，會導致程序報錯。
查看所有文檔
var documents = collection1.Find(new BsonDocument()).ToList();
var documents = await collection1.Find(new BsonDocument()).ToListAsync();
前面已經說過，如果集合中存在其它格式的文檔，獲取全部文檔時，因為 Test2 跟 Test1 沒任何關系，會導致 MongoDB.Driver 報錯。
如果文檔數量比較大，要使用異步的 ForEachAsync() 查詢，其原理是 回調。
List<Test1> tests = new List<Test1>();
Action<Test1> action = item =>
{
tests.Add(item);
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(item));
};
await collection1.Find(new BsonDocument()).ForEachAsync(action);
查詢結束
使用 Find() 以及后續函數查詢后，要結束查詢(延遲加載)，可以使用 ToCursor() 函數結束，程序會立即開始查詢並將數據返回內存。
轉換查詢
使用 ToEnumerable() 可以使用 Linq 來查詢文檔。
var list = collection1.Find(new BsonDocument()).ToCursor().ToEnumerable();
過濾器
前面我們查詢的時候都使用 .Find(new BsonDocument())，BsonDocument 是過濾器對象，里面存儲了過濾的規則，但是我們不能直接設置 new BsonDocument() 中的屬性，而是使用構建器FilterDefinitionBuilder對象，而此對象可以通過 MongoDB.Driver.Builders<TDocument>.Filter 創建 。
假設有以下數據集(文檔)：
5f8bdf88e63d14cb5f01dd85 小明 19
5f8bdf88e63d14cb5f01dd86 小紅 20
5f8bdf88e63d14cb5f01dd87 小張 16
5f8bdf88e63d14cb5f01dd88 小小 17
# -----插入數據的代碼-----
public class Test
{
public ObjectId _id { get; set; }
public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }
}
var datas = new Test[]
{
new Test{ Name="小明",Age=19},
new Test{ Name="小紅",Age=20},
new Test{ Name="小張",Age=16},
new Test{ Name="小小",Age=17}
};
collection.InsertMany(datas);
使用構建器：
FilterDefinition<Test> filter = Builders<Test>.Filter
查詢 Age 大於 18 的文檔：
FilterDefinition<Test> filter = filterBuilder.Where(item => item.Age >= 18);
獲取結果：
Test[] documents = collection.Find(filter).ToEnumerable<Test>().ToArray();
過濾器還有 Gt()、In()、Lte() 等非 Linq 的函數，需要查看文檔學習。
Builders<TDocument>
Builders<TDocument> 除了能夠生成過濾構建器，還有其它幾種構建器：
// 條件過濾
public static FilterDefinitionBuilder<TDocument> Filter { get; }
// 索引過濾
public static IndexKeysDefinitionBuilder<TDocument> IndexKeys { get; }
// 映射器，相當於使用 Linq 的 .Select() 查詢自己只需要的字段
public static ProjectionDefinitionBuilder<TDocument> Projection { get; }
// 排序，創建排序規則，如工具年齡排序
public static SortDefinitionBuilder<TDocument> Sort { get; }
// 更新，更新某些字段的值等
public static UpdateDefinitionBuilder<TDocument> Update { get; }
詳細請參考 https://mongodb.github.io/mongo-csharp-driver/2.10/reference/driver/definitions/#projections
名稱映射
由於 MongoDB 區分字段的大小寫，文檔的字段一般使用駝峰命名法，首字母小寫，而 C# 字段屬性首字母是 大小開頭的，因此需要不同名稱對應起來。
可以使用 BsonElement 特性來設置映射的名稱。
class Person
{
[BsonElement("fn")]
public string FirstName { get; set; }
[BsonElement("ln")]
public string LastName { get; set; }
}
以上就是 MongoDB 的初入門知識，但是使用了 MongoDB 有什么好處？可以參考阿里雲的這篇文章：https://developer.aliyun.com/article/64352
整理場景如下：
-
存儲應用程序日志。日志結構化，查找方便，可以導出其它格式和二次利用。
-
增加字段不需要改動表結構，靈活變更。
-
支持 json 格式導入；類似 json 的數據結構；能夠很容易還原對象的屬性，一次性存儲數據；如果使用傳統數據庫，則需要建立多個表並設置主鍵外界關系。
-
集群。分布式集群海量數據，容易拓展；故障轉移保證服務可用；
-
解決分布式文件存儲需求。
-
索引方式靈活。
-
... ...